原電池基本知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
1、原電池的基本情況
(1)構(gòu)成：兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(yīng)(自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng))。
(2)能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(3)電極與電極反應(yīng)：較活潑的一極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng);較不活潑的一極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)。
(4)溶液中陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)離子移向正極;陰離子移向負(fù)極。
(5)電子流向：負(fù)極(通過(guò)導(dǎo)線)→正極;在電解質(zhì)溶液中，靠陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)而導(dǎo)電。
2、原電池電極反應(yīng)規(guī)律
(1)負(fù)極反應(yīng)(與電極材料有關(guān))
①若為活潑電極：金屬失去電子生成金屬離子(注意：Fe→Fe2+);
②若為惰性電極(石墨、鉑)：通到正極上的H2、CH4等燃料發(fā)生氧化反應(yīng);
②正極反應(yīng)(與電極材料無(wú)關(guān))：陽(yáng)離子放電(常見(jiàn)陽(yáng)離子的放電順序?yàn)椋?H+< Cu2+< Fe3+< Ag +)或通到正極上的O2、Cl2等氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。
3、重要原電池的的電極反應(yīng)式和電池總式
(1)銅—鋅—稀硫酸電池
負(fù)極：Zn - 2e- == Zn2+ 正極：2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式：Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
(2)銅—鋅—硫酸銅溶液電池
負(fù)極：Zn - 2e- == Zn2+ 正極：Cu2+ + 2e- == Cu
總反應(yīng)式：Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu
(3) 銅—石墨—FeCl3溶液電池
負(fù)極：Cu - 2e- == Cu2+ 正極：2Fe3++ 2e- == 2Fe2+
總反應(yīng)式：2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
*(4)鉛蓄電池
負(fù)極：Pb+SO42--2e- == PbSO4 正極：PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O
電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(5)氫氧燃料電池
①電解質(zhì)溶液為KOH溶液
負(fù)極：2H2+4OH--4e- =4H2O 正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
②電解質(zhì)溶液為稀硫酸
負(fù)極：2H2-4e- =4H+ 正極：O2+4H++4e-=2H2O
電池總反應(yīng)：2H2+ O2=2H2O
(6)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕
①吸氧腐蝕
負(fù)極：2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應(yīng)式：2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2
②析氫腐蝕
負(fù)極：Fe - 2e- == Fe2+ 正極：2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式：Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑
4、金屬腐蝕
(1)金屬腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕的類型：吸氧腐蝕和析氫腐蝕。
當(dāng)水膜的酸性較強(qiáng)時(shí)，發(fā)生析氫腐蝕;當(dāng)水膜的酸性較弱或呈中性時(shí)，發(fā)生吸氧腐蝕。自然界中較為普遍發(fā)生的是吸氧腐蝕。
5、金屬的防護(hù)方法
(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如制成不銹鋼。
(2)覆蓋保護(hù)層：涂漆、電鍍、搪瓷、涂瀝青、塑料、瀝青等。
(3)電化學(xué)保護(hù)法：
①犧牲陽(yáng)極保護(hù)法：如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。
②外加電流陰極保護(hù)法(又叫陰極電保護(hù)法)：將被保護(hù)的金屬制品(如水庫(kù)閘門(mén)、合成氨塔等)與直流電源的負(fù)極相連接，做電解池的陰極，受到保護(hù)。
6、可充電電池問(wèn)題
(1)放電時(shí)是原電池，充電時(shí)是電解池。
(2)充電時(shí)，外接直流電源的負(fù)極連接蓄電池的負(fù)極，正極連接正極。
(3)解題關(guān)鍵：是明確化合價(jià)變化和氧化、還原反應(yīng)，兼顧電解質(zhì)溶液對(duì)電極反應(yīng)的影響。
1、原電池的基本情況
(1)構(gòu)成：兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(yīng)(自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng))。
(2)能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(3)電極與電極反應(yīng)：較活潑的一極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng);較不活潑的一極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)。
(4)溶液中陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)離子移向正極;陰離子移向負(fù)極。
(5)電子流向：負(fù)極(通過(guò)導(dǎo)線)→正極;在電解質(zhì)溶液中，靠陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)而導(dǎo)電。
2、原電池電極反應(yīng)規(guī)律
(1)負(fù)極反應(yīng)(與電極材料有關(guān))
①若為活潑電極：金屬失去電子生成金屬離子(注意：Fe→Fe2+);
②若為惰性電極(石墨、鉑)：通到正極上的H2、CH4等燃料發(fā)生氧化反應(yīng);
②正極反應(yīng)(與電極材料無(wú)關(guān))：陽(yáng)離子放電(常見(jiàn)陽(yáng)離子的放電順序?yàn)椋?H+< Cu2+< Fe3+< Ag +)或通到正極上的O2、Cl2等氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。
3、重要原電池的的電極反應(yīng)式和電池總式
(1)銅—鋅—稀硫酸電池
負(fù)極：Zn - 2e- == Zn2+ 正極：2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式：Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
(2)銅—鋅—硫酸銅溶液電池
負(fù)極：Zn - 2e- == Zn2+ 正極：Cu2+ + 2e- == Cu
總反應(yīng)式：Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu
(3) 銅—石墨—FeCl3溶液電池
負(fù)極：Cu - 2e- == Cu2+ 正極：2Fe3++ 2e- == 2Fe2+
總反應(yīng)式：2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
*(4)鉛蓄電池
負(fù)極：Pb+SO42--2e- == PbSO4 正極：PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O
電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(5)氫氧燃料電池
①電解質(zhì)溶液為KOH溶液
負(fù)極：2H2+4OH--4e- =4H2O 正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
②電解質(zhì)溶液為稀硫酸
負(fù)極：2H2-4e- =4H+ 正極：O2+4H++4e-=2H2O
電池總反應(yīng)：2H2+ O2=2H2O
(6)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕
①吸氧腐蝕
負(fù)極：2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應(yīng)式：2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2
②析氫腐蝕
負(fù)極：Fe - 2e- == Fe2+ 正極：2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式：Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑
4、金屬腐蝕
(1)金屬腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕的類型：吸氧腐蝕和析氫腐蝕。
當(dāng)水膜的酸性較強(qiáng)時(shí)，發(fā)生析氫腐蝕;當(dāng)水膜的酸性較弱或呈中性時(shí)，發(fā)生吸氧腐蝕。自然界中較為普遍發(fā)生的是吸氧腐蝕。
5、金屬的防護(hù)方法
(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如制成不銹鋼。
(2)覆蓋保護(hù)層：涂漆、電鍍、搪瓷、涂瀝青、塑料、瀝青等。
(3)電化學(xué)保護(hù)法：
①犧牲陽(yáng)極保護(hù)法：如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。
②外加電流陰極保護(hù)法(又叫陰極電保護(hù)法)：將被保護(hù)的金屬制品(如水庫(kù)閘門(mén)、合成氨塔等)與直流電源的負(fù)極相連接，做電解池的陰極，受到保護(hù)。
6、可充電電池問(wèn)題
(1)放電時(shí)是原電池，充電時(shí)是電解池。
(2)充電時(shí)，外接直流電源的負(fù)極連接蓄電池的負(fù)極，正極連接正極。
(3)解題關(guān)鍵：是明確化合價(jià)變化和氧化、還原反應(yīng)，兼顧電解質(zhì)溶液對(duì)電極反應(yīng)的影響。