第四章 电化学基础
(升价失电子发生氧化反应的是阳极负极,反之…)即升失氧阳负
一、两种电化学装置
(一)、原电池(化学能→电能)
1、原电池的定义及化学原理
原电池的本质是将化学能转化为电能。一般说来,能自发进行的氧化还原反应,在理论上都可组成原电池。在反应中,电子从发生氧化反应(失电子)的电极流出,经过外线路流向另一极(多为不活泼极,离子或物质在该电极上得电子,发生还原反应),同时溶液中的阴、阳离子分别不断移向负极、正极,构成闭合电路。
铜锌原电池反应原理:
2、构成原电池的条件
(1)具有活泼性不同的两极,较活泼的金属作负极,发生氧化反应。较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极,正极上发生还原反应,正极本身不变。
(2)具有电解质溶液。
(3)具有导线相连,可以组成闭合回路,或具备将化学能转变成电能的条件。
3、原电池正负极的判断
以Zn|H2SO4|Cu原电池为例,如下图所示
负极(Zn)Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
正极(Cu)2H++2e-=H2↑(还原反应)
总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑或Zn+2H+=Zn2++H2↑
(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增重的一极为正极
4、化学电源
实用电池应具有的特点:能产生稳定而具较高电压的电流,安全、耐用且便于携带;能够适用于特殊用途;便于回收处理,不污染环境或对环境产生的影响较小。
常见化学电源:
(1)干电池
电极反应: 负极:Zn-2e-=Zn2+
正极:2NH4++2e-=2NH3+H2
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+
淀粉糊的作用:提高阴、阳离子在两个电极的迁移速度。
(2)铅蓄电池:
电极反应: 负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4
正极:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
(3)钮扣电池
电极反应: 负极:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
总反应式为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
(4)氢氧燃烧电池
是一种高效低污染的新型电池。它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭等,电解质溶液为40%的KOH溶液。