一节原电池高考化学选修专项复习.PPTVIP

* * 第四章 电化学基础 第一节 原电池 一、原电池 氧化还原 1.原电池原理(以锌铜原电池为例) (1)原电池是利用__________反应原理将化学能转化为电 能的装置(如图 4－1－1 所示)。 图 4－1－1 (2)实验现象：①有盐桥时电流表指针__________； 回到零点 ②锌片____________； ③铜片上有红色物质沉积； 逐渐溶解 ④取出盐桥后，电流表指针____________。 (3)锌半电池：锌原子____________，被氧化，锌为负极， 即电子流出极，电极反应式为____________________。 为正极，即电子流入极，电极反应式为____________________。 偏转 失去电子 得到电子 还原 2.原电池形成的条件 负极 正极 (1)两个活泼性不同的电极：相对活泼的金属作______，较 不活泼的金属或非金属作__________。 (2)________溶液。 电解质 闭合 氧化还原 (3)形成________回路。 (4)能自发地发生______________反应。 二、电极反应的书写 原电池反应所依据的化学反应原理是氧化还原反应，正极 发生还原反应，负极发生氧化反应，据此书写电极反应。 负极：失去电子被氧化，发生氧化反应。 正极：得到电子被还原，发生还原反应。 总反应：两个半电池的电极反应相加得出原电池的总反 应，但要注意得失电子守恒。 原电池的工作原理 1.原电池工作原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还 原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正 极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。 2.原电池工作原理分析(锌铜电池) (1)当有盐桥存在时，在 ZnSO4 溶液中，锌片逐渐溶解， 即 Zn 被氧化，锌原子失去电子，形成 Zn2＋进入溶液；从锌片 上释放出的电子，经过导线流向铜片，CuSO4 溶液中的 Cu2＋ 在铜片上得到电子，还原成金属铜并沉积在铜片上。随着反应 使 ZnSO4 溶液和 CuSO4 溶液均保持电中性，氧化还原反应得 以继续进行，从而使原电池不断地产生电流(如 4－1－2 所示)。 图 4－1－2 3.盐桥的作用 常见的盐桥：含琼胶的 KCl 饱和溶液。 (1)使原电池装置形成闭合回路，代替两溶液直接接触，使 之产生稳定的电流。 (2)平衡两个半电池的电荷，使电解质溶液呈电中性。 原电池原理的应用 1.比较金属活动性强弱 (1)在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼 金属作正极，发生还原反应。 (2)电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而 电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。 2.原电池对反应速率的影响 形成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快，如粗锌 与稀硫酸反应产生 H2 的速率快，因为锌、杂质金属与稀硫酸 形成了原电池。在锌与稀硫酸反应时，向稀硫酸中加入少量 CuSO4，也同样会加快产生 H2 的速率，因为锌、铜(铜单质是 锌与 Cu2＋反应生成的)与稀硫酸形成了原电池。 3.根据原电池原理，把各种氧化还原反应设计成原电池。 氧化还原反应设计成原电池 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计 成原电池。关键是选择合适的两个电极和电解质溶液。 1.电极材料的选择 (1)在原电池中选择还原性强的物质作负极，氧化性强的物 质作正极，电极材料的选择的原则是必须能导电。 (2)几种常见的电极 ①活泼性不同的两种金属，如铜锌原电池中的铜、锌两种 金属； ②金属与非金属，如锌锰干电池中的锌和石墨； ③金属和化合物，如铅蓄电池中金属 Pb 和氧化铅； ④惰性电极，如氢氧燃料电池中的铂电极。 2.电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够 与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质(如空气 中的氧气)能与负极发生反应。但如果两个半反应分别在两个 容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液 选择与电极材料相同的阳离子。 ②把氧化还原反应分解为 氧化反应和还原反应两个 半反应，从而确定电极反应 ①以自发的氧化还原反应 为基础 实例 设计思路 3.设计思路：原电池的设计一定要满足形成原电池的条 件。其设计的具体步骤如下表所示： ④画出示意图 负极材料：Cu 正极材料：石墨或比 Cu 不活泼 的其他金属(汞除外) 电解质溶液：FeCl3 溶液 ③以两极反应为原理，确定 电极材料及电解质溶液 实例 设计思路 续表 原电池的基本理论 【例 1】(2010 年广东理综，