第四章化学反应与电能++知识清单 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docxVIP

高中化学选择性必修一（2019人教版）第四章化学反应与电能知识清单

4.1原电池

一、原电池的工作原理

（一）定义：将化学能转化能电能的装置

（二）本质：氧化还原反应

（三）工作原理：以铜-锌原电池为例

电极：Zn—负极，Cu—正极

工作原理：负极→失电子→发生氧化反应→电子通过导线流向正极→正极→得电子→发生还原反应

溶液中：阴离子→负极，阳离子→正极

外电路—电子导电，内电路—离子导电

电极反应：总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

注：1、盐桥的作用：（1）成分：含琼胶的KCl饱和溶液

（2）作用：①构成通路，代替两溶液直接接触②平衡电荷：K+→正极，Cl-→负极

（3）优点：隔离氧化剂和还原剂，不同区域实现电子定向移动，产生持续、稳定的电流

2、电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即“电子不下水，离子不上岸”

3、溶液中是由电解质溶液中的阴阳离子定向移动形成闭合回路的

（四）条件：两极一液一连线，氧化还原是条件

1、两个能导电的电极——正极和负极：

两极的构成情况：①活泼性不同的两种金属②金属和非金属③金属和化合物④惰性电极：Pt、C

注：（1）很活泼的金属单质一般不作原电池的负极，如：K、Ca、Na等

（2）有些原电池的两极活泼性相同，如燃料电池

2、要有电解质溶液或熔融的电解质

电解质溶液的情况：

(1)电解质溶液一般要能够与负极发生反应

(2)电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：O2）

(3)特殊：有盐桥时，左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子溶液

3、形成闭合回路的情况：(1)导线相连(2)电极直接接触

4、氧化还原反应：氧化还原反应是自发进行的，但自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池

（五）原电池的判断——四看

1、看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）

2、看溶液——两极插入电解质溶液中

3、看回路——形成闭合回路或两极直接接触

4、看本质——有无氧化还原反应发生

（六）正负极的判断方法：

1、电极反应：负极—氧化反应，正极—还原反应

2、电子或电流的流向：电子：负→正；电流：正→负

3、离子流向：阳离子→正极，阴离子→负极；即“正向正，负向负”

4、电极材料：活泼金属作负极，不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极

注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况

5、其他：质量增加→正极，质量减少→负极，气体→正极，pH↑→正极

（七）电极反应式的书写

1、分析电极反应：负极氧化产物，正极还原产物

2、注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中应稳定存在

①碱性介质中，若生成H+，结合OH-→H2O

②酸性介质中，若生成OH-,结合H+→H2O

③碱性介质中，若生成CO2，结合OH-→CO32-

④碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结合OH-→沉淀M(OH)n

3、遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、转移电子守恒

4、两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个电极反应式，可得另一个电极的反应式

5、规律：①一般来说，金属作负极的原电池

负极：酸性或中性介质中：M—ne-=Mn+

碱性介质中：M—ne-+nOH-=M(OH)n

正极：酸性介质中：2H++2e-=H2↑

阳离子与金属反应的介质中：NX++xe-=N

阳离子不与金属反应的介质中：O2+4e-+2H2O=4OH-

②特殊：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜浓硝酸电解质

注：电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”

（八）原电池的设计

1、先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应

2、根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应，找出正负极材料及电解质溶液

3、按要求画出原电池装置图

（九）应用

1、形成原电池，可以加快氧化还原反应的反应的速率

2、通过原电池的电极，可以比较金属活泼性强弱

3、设计化学电源

4、保护金属设备：被保护金属作正极

二、化学电源

（一）分类：

一次电池：就是放电后不可再充电的电池。随着使用，一次电池中能发生氧化还原反应的物质逐渐被消耗，当这些物质被消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。

二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。即它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现将化学能转变为电能（放电），再由电能转变为化学能（充电）的循环。

燃料电池：是一种连