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原电池:
1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池_______
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向:外电路:负极——导线——正极
内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:
负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)
正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)
总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断:
(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极
(3)从电流方向正极流入负极
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极
(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极
6、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池
7、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置
8、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池
一、一次电池
1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二、二次电池
1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池
放电:负极(铅):Pb+-2e-=PbSO4↓
正极(氧化铅):PbO2+4H+++2e-=PbSO4↓+2H2O
充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
放电
充电
阳极:PbSO4+2e-=Pb+
两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4↓+2H2O
3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时:
负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4e-4H+=2H2O
当电解质溶液呈碱性时:
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为:
负极:CH4+10OH--8e-=+7H2O;
正极:4H2O+2O2+8e-=8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理:回收利用
规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律
(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
原电池,电解池,电镀池的比较
性质类别
原电池
电解池
电镀池
定义
(装置特点)
将化学能转变成电能的装置
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属
反应特征
自发反应
非自发反应
非自发反应
装置特征
无电源,两级材料不同
有电源,两级材料可同可不同
有电源
形成条件
活动性不同的两极
电解质溶液
形成闭合回路
两电极连接直流电源
两电极插入电解质溶液
形成闭合回路
1镀层金属接电源正极,待镀金属接负极;2电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称
负极:较活泼金属
正极:较不活泼金属(能导电非金属)
阳极:与电源正极相连
阴极:与电源负极相连
名称同电解,但有限制条件
阳极:必须是镀层金属
阴极:镀件
电极反应
负极:氧化反应,金属失去电子
正极:还原反应,溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)
阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失去电子,或电极金属失电子
阴极:还原反应,溶液中的阳离子得到电子
阳极:金属电极失去电子
阴极:电镀液中阳离子得到电子
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极
电源正极→阳极
同电解池
溶液中带电粒子的移动
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
阳离子向阴极移动
阴离子向阳极移动
同电解池
联系
在两极上都发生氧化反应和还原反应
☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图:
阳极(失)e-正极(得)e-负极(失)e-阴极(得)