高二化学《原电池的基本知识》知识点汇总。
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高二化学《原电池的基本知识》知识点汇总
1、原电池的基本情况
(1)构成：两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。
(2)能量转化形式：化学能转化为电能。
(3)电极与电极反应：较活泼的一极是负极，发生氧化反应;较不活泼的一极是正极，发生还原反应。
(4)溶液中阴、阳离子的移动方向：阳离子移向正极;阴离子移向负极。
(5)电子流向：负极(通过导线)→正极;在电解质溶液中，靠阴、阳离子发生定向移动而导电。
2、原电池电极反应规律
(1)负极反应(与电极材料有关)
①若为活泼电极：金属失去电子生成金属离子(注意：Fe→Fe2+);
②若为惰性电极(石墨、铂)：通到正极上的H2、CH4等燃料发生氧化反应;
②正极反应(与电极材料无关)：阳离子放电
3、重要原电池的的电极反应式和电池总式
(1)铜—锌—稀硫酸电池
负极：Zn-2e-==Zn2+正极：2H++2e-==H2↑
总反应式：Zn+2H+==Zn2++H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
(2)铜—锌—硫酸铜溶液电池
负极：Zn-2e-==Zn2+正极：Cu2++2e-==Cu
总反应式：Zn+Cu2+==Zn2++CuZn+CuSO4==ZnSO4+Cu
(3)铜—石墨—FeCl3溶液电池
负极：Cu-2e-==Cu2+正极：2Fe3++2e-==2Fe2+
总反应式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
(4)铅蓄电池
负极：Pb+SO42--2e-==PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O
电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
(5)氢氧燃料电池
①电解质溶液为KOH溶液
负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
②电解质溶液为稀硫酸
负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O
电池总反应：2H2+O2=2H2O
(6)钢铁的电化学腐蚀
①吸氧腐蚀
负极：2Fe-4e-==2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②析氢腐蚀
负极：Fe-2e-==Fe2+正极：2H++2e-==H2↑
总反应式：Fe+2H+==Fe2++H2↑
4、金属腐蚀
(1)金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀。
(2)电化学腐蚀的类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
当水膜的酸性较强时，发生析氢腐蚀;当水膜的酸性较弱或呈中性时，发生吸氧腐蚀。自然界中较为普遍发生的是吸氧腐蚀。
5、金属的防护方法
(1)改变金属的内部结构：如制成不锈钢。
(2)覆盖保护层：涂漆、电镀、搪瓷、涂沥青、塑料、沥青等。
(3)电化学保护法：
①牺牲阳极保护法：如轮船的船底四周镶嵌锌块。
②外加电流阴极保护法(又叫阴极电保护法)：将被保护的金属制品(如水库闸门、合成氨塔等)与直流电源的负极相连接，做电解池的阴极，受到保护。
6、可充电电池问题
(1)放电时是原电池，充电时是电解池。
(2)充电时，外接直流电源的负极连接蓄电池的负极，正极连接正极。
(3)解题关键：是明确化合价变化和氧化、还原反应，兼顾电解质溶液对电极反应的影响。
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、构成原电池的条件构成原电池的条件有：
(1)电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;
(3)两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。说明：
①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断
(1)由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。
(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。
(3)根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
(5)根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱;如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。
(6)根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。
(7)根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。
三、电极反应式的书写
(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键
(2)如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，
(3)要考虑电子的转移数目
在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。
(4)要利用总的反应方程式
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。
四、原电池原理的应用
原电池原理在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。
化学电源：人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中，电池发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。
加快反应速率：如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，用纯锌生成氢气的速率较慢，而用粗锌可大大加快化学反应速率，这是因为在粗锌中含有杂质，杂质和锌形成了无数个微小的原电池，加快了反应速率。
比较金属的活动性强弱：一般来说，负极比正极活泼。
防止金属的腐蚀：金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应，使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程。在金属腐蚀中，我们把不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀，电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀：在潮湿的空气中，钢铁表面吸附一层薄薄的水膜，里面溶解了少量的氧气、二氧化碳，含有少量的H+和OH-形成电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳形成了无数个微小的原电池，铁作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀：
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此可以用更活泼的金属与被保护的金属相连接，或者让金属与电源的负极相连接均可防止金属的腐蚀。
高二化学《钠离子电池》知识点汇总
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简介
钠离子电池实际上是一种浓差电池，正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成。充电时，Na+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富钠态，正极处于贫钠态，同时电子的补偿电荷经外电路供给到极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，Na+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于处于富钠态。
关键技术
作为钠离子电池关键部件之一的正极材料应该满足下列要求：
①较高的氧化还原电位，且电位受材料嵌钠量的影响较小;
②具有较高的比容量;
③有足够的离子扩散通道，确保钠离子快速嵌入和脱出;
④有较高的电化学反应活性;
⑤良好的结构稳定性和电化学稳定性;
⑥应具有制备工艺简单、资源丰富以及环境友好等特点。
在寻找可行的钠离子电池负极材料时，必须考虑以下要求：
①钠嵌入的过程中电极电位变化较小，并接近金属钠的电位，从而保证电池的输出电压高;
②钠在主体材料中的可逆嵌入量和充放电效率要尽可能高，以保证电池具有较高的能量密度;
③在钠的脱嵌过程中，主体结构的体积变化应尽可能小，以获得较好的循环稳定性;
④电极材料具有较高的电子电导率和钠离子迁移速率，确保电池可以进行大电流充放电;
⑤与电解液的相容性好，同时具有较高的化学稳定性和热稳定性;
⑥价格低廉，原料丰富，对环境无污染，容易制备。
优势与未来
1原料资源丰富，成本低廉，分布广泛
2能利用分解电势更低的电解质溶剂及电解质盐，电解质的选择范围更宽
3有相对稳定的电化学性能，使用更加安全。
《原电池》知识点整理
俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助教师营造一个良好的教学氛围。你知道如何去写好一份优秀的教案呢？以下是小编为大家收集的“《原电池》知识点整理”相信能对大家有所帮助。
《原电池》知识点整理
1.原电池的定义
电能的把化学能转变为装置叫做原电池。
2.原电池的工作原理
将氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，从而形成电流。
3.构成条件
两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。
4.正负极判断
负极：电子流出的极为负极，发生氧化反应，一般较活泼的金属做负极
正极：电子流入的极为正极，发生还原反应，一般较不活泼金属做正极
判断方法：
①由组成原电池的两极电极材料判断:一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
注意：Cu-Fe(Al)与浓HNO3组成的原电池以及Mg-Al与NaOH溶液组成的原电池例外。
②根据电流方向或电子流动方向判断:电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。
④根据现象判断：溶解的电极为负极，增重或有气泡放出的电极为正极
⑤根据离子的流动方向判断：在原电池内的电解质溶液，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
5.电子、电流、离子的移动方向
电子：负极流向正极
电流：正极流向负极
阳离子：向正极移动
阴离子：向负极移动
6.电极反应式(以铜-锌原电池为例)
负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
正极(Cu)：Cu2++2e-=Cu(还原反应)
总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu
7.原电池的改进
普通原电池的缺点：正负极反应相互干扰;原电池的电流损耗快。
①改进办法：
使正负极在两个不同的区域，让原电池的氧化剂和还原剂分开进行反应，用导体(盐桥)将两部分连接起来。
②盐桥：
把装有饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻的玻璃管叫做盐桥。胶冻的作用是防止管中溶液流出。
③盐桥的作用：
盐桥是沟通原电池两部分溶液的桥梁。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。
a.盐桥中的电解质溶液使原电池的两部分连成一个通路，形成闭合回路
b.平衡电荷，使原电池不断产生电流
④盐桥的工作原理：
当接通电路之后，锌电极失去电子产生锌离子进入溶液，电子通过导线流向铜电极，并在铜电极表面将电子传给铜离子，铜离子得到电子变成铜原子。锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电，从而阻止电子从锌片流向铜片，导致原电池不产生电流。
盐桥中的钾离子进入硫酸铜溶液，盐桥中的氯离子进入硫酸锌溶液，使硫酸铜溶液和硫酸锌溶液均保持电中性，使氧化还原反应得以持续进行，从而使原电池不断产生电流。
【说明】盐桥使用一段时间后，由于氯化钾的流失，需要在饱和氯化钾溶液中浸泡，以补充流失的氯化钾，然后才能正常反复使用。
⑤原电池组成的变化：
原电池变化：改进后的原电池由两个半电池组成，电解质溶液在两个半电池中不同，两个半电池中间通过盐桥连接。
改进后电池的优点：原电池能产生持续、稳定的电流。
高二化学教案：《原电池学案》教学设计
本文题目：高二化学教案：原电池学案
第一节 原电池学案
学习目标：
1、 了解原电池原理;
2、 掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件;
3、 理解铜锌原电池的原理与结构，初步学会制作水果电池。
学习重点：原电池原理
学习难点：原电池设计
学习过程：
一、观察实验并思考问题
1.Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释(表1)
实验顺序 金属 实验现象 解释或疑问(有关方程式)
①Zn、Cu单独插入稀H2SO4溶液 Zn片
Cu片
②Zn、Cu导线连接后插入稀H2SO4 Zn片
Cu片
2.连接灵敏电流表后的现象(表2)
观察对象 Zn片 Cu片 电流表指针
现象
解释或结论
二、原电池的组成与原理
1.电极名称的判定(表3)
判定依据 负极 正极
物理学规定 电流方向
电子流方向
现象 电流表指针
电极材料
化学
本质 电极反应
类型
2. 原电池反应与普通氧化还原反应的比较(表4)
比较内容 原电池反应 普通氧化还原反应
氧化反应发生部位
还原反应发生部位
电子传递形式 负极(失e-)→正极(得e-) 还原剂→氧化剂(直接转移)
氧化还原本质 发生电子转移,反应过程电子守恒。
化学反应速率
能量转化形式
3.原电池的组成条件
内在条件：
外部条件：
①
②
③
三、课堂反馈题
1.下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池?判断的依据是什么?
2.利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。
2.1909年爱迪生发明了镍铁碱性电池,其化学反应原理如下:
Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 ,请判断负极和正极,电解质溶液是什么? 尝试写出电极反应。
3.思考:右图金属片上是否有H2产生?灵敏电流计是否有电流?该装置是否为原电池?如果是原电池请写出电极反应和总反应;如果不是原电池请说出理由。
四、当堂达标练习：
1、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
2、关于如图所示装置的叙述，正确的是
A. 铜是阳极，铜片上有气泡产生
B. 铜片质量逐渐减少
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
3、下列关于实验现象的描述不正确的是
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
