原電池知識點系統(tǒng)總結

　　從能量轉化角度看，原電池是將化學能轉化為電能的裝置；從化學反應角度看，原電池的原理是氧化還原反應中的還原劑失去的電子經導線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應分別在兩個電極上進行。下面是小編整理的原電池知識點系統(tǒng)總結，歡迎來參考！

　　1.原電池的定義

　　電能的把化學能轉變?yōu)檠b置叫做原電池。

　　2.原電池的工作原理

　　將氧化還原反應中的還原劑失去的電子經過導線傳給氧化劑，使氧化反應和還原反應分別在兩個電極上進行，從而形成電流。

　　3.構成條件

　　兩極、一液(電解質溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(自發(fā)進行的氧化還原反應)。

　　4.正負極判斷

　　負極：電子流出的極為負極，發(fā)生氧化反應，一般較活潑的金屬做負極

　　正極：電子流入的極為正極，發(fā)生還原反應，一般較不活潑金屬做正極

　　判斷方法：

　�、儆山M成原電池的兩極電極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。

　　注意：Cu-Fe(Al)與濃HNO3組成的原電池以及Mg-Al與NaOH溶液組成的原電池例外。

　　②根據電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極。

　�、鄹鶕�原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，其正極總是得電子發(fā)生還原反應。

　�、芨鶕�現象判斷：溶解的電極為負極，增重或有氣泡放出的電極為正極

　�、莞鶕�離子的流動方向判斷：在原電池內的電解質溶液，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負極。

　　5.電子、電流、離子的移動方向

　　電子：負極流向正極

　　電流：正極流向負極

　　陽離子：向正極移動

　　陰離子：向負極移動

　　6.電極反應式(以銅-鋅原電池為例)

　　負極(Zn)：Zn-2e-=Zn2+(氧化反應)

　　正極(Cu)：Cu2++2e-= Cu (還原反應)

　　總反應： Zn+ Cu2+=Zn2++ Cu

　　7.原電池的改進

　　普通原電池的缺點：正負極反應相互干擾;原電池的電流損耗快。

　　①改進辦法：

　　使正負極在兩個不同的區(qū)域，讓原電池的氧化劑和還原劑分開進行反應，用導體(鹽橋)將兩部分連接起來。

　�、邴}橋：

　　把裝有飽和Cl溶液和瓊脂制成的膠凍的玻璃管叫做鹽橋。膠凍的作用是防止管中溶液流出。

　�、埯}橋的作用：

　　鹽橋是溝通原電池兩部分溶液的橋梁。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。導線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。

　　a.鹽橋中的電解質溶液使原電池的兩部分連成一個通路，形成閉合回路

　　b.平衡電荷，使原電池不斷產生電流

　　④鹽橋的工作原理：

　　當接通電路之后，鋅電極失去電子產生鋅離子進入溶液，電子通過導線流向銅電極，并在銅電極表面將電子傳給銅離子，銅離子得到電子變成銅原子。鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電，從而阻止電子從鋅片流向銅片，導致原電池不產生電流。

　　鹽橋中的鉀離子進入硫酸銅溶液，鹽橋中的氯離子進入硫酸鋅溶液，使硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液均保持電中性，使氧化還原反應得以持續(xù)進行，從而使原電池不斷產生電流。

　　【說明】鹽橋使用一段時間后，由于氯化鉀的流失，需要在飽和氯化鉀溶液中浸泡，以補充流失的氯化鉀，然后才能正常反復使用。

　�、菰�電池組成的變化：

　　原電池變化：改進后的原電池由兩個半電池組成，電解質溶液在兩個半電池中不同，兩個半電池中間通過鹽橋連接。

　　改進后電池的優(yōu)點：原電池能產生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。

　　一、構成原電池的條件構成原電池的條件有：

　　（1）電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導電性（非金屬或某些氧化物等）；

　�。�2）兩電極必須浸沒在電解質溶液中；

　�。�3）兩電極之間要用導線連接，形成閉合回路。說明：

　�、僖话銇碚f，能與電解質溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質一般不作做原電池的負極，如K、Na、Ca等。

　　二、原電池正負極的判斷

　�。�1）由組成原電池的兩極材料判斷：一般來說，較活潑的或能和電解質溶液反應的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正 極。但具體情況還要看電解質溶液，如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構成原電池，鎂為負極，鋁為正極；但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時，由于是鋁和氫氧 化鈉溶液發(fā)生反應，失去電子，因此鋁為負極，鎂為正極。

　�。�2）根據外電路電流的方向或電子的流向判斷：在原電池的外電路，電流由正極流向負 極，電子由負極流向正極。

　�。�3）根據內電路離子的移動方向判斷：在原電池電解質溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。

　　（4）根據原電池兩極發(fā)生的化學 反應判斷：原電池中，負極總是發(fā)生氧化反應，正極總是發(fā)生還原反應。因此可以根據總化學方程式中化合價的升降來判斷。

　�。�5）根據電極質量的變化判斷：原電池工作后，若某一極質量增加，說明溶液中的陽離子在該電極得電子，該電極為正極，活潑性較弱；如果某一電極質量減輕，說明該電極溶解，電極為負極，活潑性較強。

　　（6）根據電極上產生的氣體判斷：原電池工作后，如果一電極上產生氣體，通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應，說明該電極為正極，活動性較弱。

　�。�7）根據某電極附近pH的變化判斷

　　析氫或吸氧的電極反應發(fā)生后，均能使該電極附近電解質溶液的pH增大，因而原電池工作后，該電極附近的pH增大了，說明該電極為正極，金屬活動性較弱。

　　三、電極反應式的書寫

　�。�1）準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵

　　如果原電池的正負極判斷失誤，電極反應式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法，但不是絕對的，例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中，由于鋁 片表明的鈍化，這時銅失去電子，是負極，其電極反應為：負極：Cu －2e－ ＝ Cu2＋正極：NO3－ + 4H＋ + 2e－ ＝ 2H2O + 2NO2↑

　　再如鎂片和鋁片同時插入氫氧化鈉溶液中，雖然鎂比鋁活潑，但由于鎂不與氫氧化鈉反應，而鋁卻反應，失去電子，是負極，其電極反應為：

　　負極：2Al + 8OH－－2×3e－ ＝2AlO2－ + 2H2O正極：6H2O + 6e－ ＝ 6OH－ + 3H2↑

　�。�2）要注意電解質溶液的酸堿性。在正負極上發(fā)生的電極反應不是孤立的，它往往與電解質溶液緊密聯系，如氫氧燃料電池有酸式和堿式，在酸溶液中， 電極反應式中不能出現OH－，在堿溶液中，電極反應式中不 能出現H+，像CH4、CH3OH等燃料電池，在堿溶液中碳（C）元素以CO32－離子形式存在，而不是放出CO2氣體。

　�。�3）要考慮電子的轉移數目

　　在同一個原電池中，負極失去電子數必然等于正極得到的電子數，所以在書寫電極反應時，一定要考慮電荷守恒。防止由總反應方程式改寫成電極反應式時所帶來的失誤，同時也可避免在有關計算中產生誤差。

　�。�4）要利用總的反應方程式

　　從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池，而兩個電極反應相加即得總反應方程式。所以只要知道總反應方程式和其中一個電極反應，便可以寫出另一個電極反應方程式。

　　四、原電池原理的應用

　　原電池原理在工農業(yè)生產、日常生活、科學研究中具有廣泛的應用。

　　1. 化學電源：人們利用原電池原理，將化學能直接轉化為電能，制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池，以滿足不同的需要。在現代生活、 生產和科學研究以及科學技術的發(fā)展中，電池發(fā)揮的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機、輪船，小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等，都離不開各 種各樣的電池。2. 加快反應速率：如實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，用純鋅生成氫氣的速率較慢，而用粗鋅可大大加快化學反應速率，這是因為在粗鋅中含有雜質，雜質和鋅形成 了無數個微小的原電池，加快了反應速率。3. 比較金屬的活動性強弱：一般來說，負極比正極活潑。4. 防止金屬的腐蝕：金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學反應，使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的 金屬與電解質溶液接觸時形成的原電池反應而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕，電化學腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕：在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水 膜，里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳，含有少量的H＋和OH－形成電解質溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數個微小的原電池，鐵作負極，碳作正極， 發(fā)生吸氧腐蝕：

　　2. 負極：2Fe －2×2e－ ＝2Fe2+

　　3. 正極： O2 + 4e－+ 2H2O ＝ 4OH－

　　電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接，或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。

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