原电池原理
一、原电池原理
1、概念:利用氧化还原反应把化学能转变成电能的装置叫原电池。
2、条件:①有活泼性不同的金属或者非金属作电极
②有电解质溶液
③构成闭合回路
3、装置图:
Zn Cu Zn 盐桥 Cu
CuSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液
盐桥的作用:盐桥中装有含有KCl的琼胶,其作用是通过阴阳离子的定向移动实现导电。阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
4、电极:电子输出的电极为负极,电子输入的电极叫正极;失去电子,发生氧化反应的电极是负极,得到电子,发生还原反应的电极为正极;一般来说,活泼金属作负极,不活泼金属或非金属作正极。
5、电极反应式:负极,失去电子,发生氧化反应;正极,得到电子,发生还原反应。
例如:如上原电池,负极(Zn的电极反应式):Zn-2e- Zn2+
正极(Cu的电极反应式):Cu2++2e- Cu
6、电子流动的方向:电子由负极沿导线流向正极。如上原电池,电子由锌片流向铜片。
7、电流流动的方向:电流由正极沿导线流向负极。如上原电池,电流由铜片流向锌片。
8、离子移动的方向:阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,实现离子的定向移动,实现电解质溶液的导电。
9、原电池的设计:理论上,一个放热的氧化还原反应就可以设计成原电池。设计原电池时,一般需要说明电极材料或者物质、电解质溶液和电极反应式。
例如:以2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2 设计成一个原电池。应该是:以铜作负极,以石墨或者铂作正极,以氯化铁溶液作电解质溶液。
负极:Cu-2e- Cu2+ ,正极:Fe3++e- Fe2+
10、电池的发展趋势:朝高能电池发展;朝可逆电池发展;朝耐久电池发展。可逆电池的放电过程是原电池过程,充电过程是电解池过程。可逆电池放电时负极的电极反应式的逆反应,是充电时阴极的电极反应式;可逆电池放电时正极的电极反应式的逆反应,是充电时阳极的电极反应式。
二、强化练习
1、把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b 相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极。则这四种金属活动性顺序(由大到小)为( B )
A、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>b>d D、b>d>c>a
2、下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是( C )
A、在氧化-还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B、同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D、将甲、乙作电极组成原电池时,甲是正极
3、镍镉(Ni—Cd)可充电电池