第六章 电化学及胶体
第一节 原电池原理及应用
1.理解原电池原理。学会从能量转化,氧化还原反应的过程,电解质溶液内的变化三个不同角度认识原电池这种装置和工作原理。
2.熟练判断原电池的正、负极。学会利用构成原电池的基本条件,分析解决有关原电池的一系列问题。
3.了解金属的电化学腐蚀及金属保护。
一、原电池
1.概念:把 化学能 转化成 电能 的装置。
2.形成原电池的条件:
①两个 活泼性不同的 电极;② 电解质 溶液;③形成 闭合回路 。
3.原电池的工作原理:
原电池由正负电极和适当的电解池溶液组成。用导线连接原电池的正负极时,原电池便开始工作。原电池放电时正负电极反应可表示如下:
负极反应 :负极上发生失电子的反应,即氧化反应:M—ne- == Mn+
正极反应 :正极发生还原反应, ①若电池的负极能直接与电解质反应时,正极反应为 : Nn++ne-==N , ②若电池的负极不与电解质反应时,则原电池中其他氧化剂在正极得电子,例如 : O2+4 e-+2H2O ==4OH- 。
4.原电池中电极的判断:
(1)由金属电极活泼性判断:相对活泼的为 负极 ,相对不活泼的为 正极 ,活泼性强的为 负极 。
(2) 由电子流向判断:电子流出的一极是 负极 ,电子流入的一极为 正极 。
(3) 由电流方向判断:负极上发生 氧化 反应,正极上发生 还原 反应。
(4) 由离子迁移方向判断: 电解质溶液中,阳离子移向 正极 ,阴离子移向 负极 。
以Cu-Zn(稀H2SO4)原电池为例:
负极电极反应式: Zn-2e-=== Zn2+ ;正极电极反应式: 2H++2e-=== H2↑;电池总反应为: Zn+2H+=== Zn2++H2↑
特别指出,由Al、NaOH溶液、Mg组成的原电池,Al为负极(—):Al+4OH--3e-== AlO-2+2H2O,Mg为正极(+):2H2O-2e-==2OH-+H2↑,总反应:2Al+2OH-+2H2O== 2AlO-2