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高中化学:原电池

2018-07-01  太极混元...

一、原电池原理

1、原电池是将化学能转化为电能的装置。

2、反应原理

3、正、负极的判断

 

二、金属的腐蚀与防护

1、化学腐蚀:金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

2、电化学腐蚀

1)定义:不纯的金属或合金发生原电池反应,使活泼金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。金属腐蚀主要是发生电化学腐蚀。

2)吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁为例)。

类型

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

条件

水膜呈弱碱性或中性

水膜呈酸性

正极反应(C

负极反应(Fe

其他反应

失去部分水转化为铁锈

3、金属的防护

1)改变金属的内部结构。例如把NiCr等加入普通钢里制成不锈钢。

2)覆盖保护层:A. 涂油脂、油漆、搪瓷、塑料等;B. 电镀耐腐蚀的金属(SnCrNi等)。

3)电化学保护法:多采用牺牲阳极的阴极保护法。如在船只的螺旋桨附近的船体上,镶嵌活泼金属(锌块)。另外,可采用与电源负极相连的保护方式。如大型水坝的船闸就是让铁闸门和电源的负极相连。

三、盐桥

盐桥中通常装有含琼脂的KCl饱和溶液。盐桥中的电解质溶液能使两烧杯中的溶液形成一个通路。当其存在时,随着反应的进行,其中的Cl会移向ZnSO4溶液,K移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性,使氧化还原反应得以继续进行,从而使原电池不断产生电流。

 

四、有关原电池的问题

1、原电池正、负极的确定

1)由两极的相对活动性确定:相对活动性较强的金属为负极(一般的,负极材料与电解质溶液能发生反应),相对活动性较差的金属或导电的非金属为正极。如MgAlHCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但要注意的是,在MgAlNaOH溶液构成的原电池中,负极为Al

2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极(燃料电池除外)。如ZnCCuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。

3)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉KI试剂等)的显色情况来分析推断该电极发生反应的情况,是氧化反应还是还原反应(是H放电还是OHI等放电),从而确定正、负极。

总之,负极上一定发生氧化反应,正极上一定发生还原反应;在外电路中,负极电子流出,正极电子流入;在电解溶液中,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。

2、电极反应式的书写

这是电化学知识学习的一个重点和难点。如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律写电极反应式;如果题目给定的是总反应式,可先分析此反应中是氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写,也可将各反应式看作数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。特别需要指出的是:对于可逆电池的反应,需要看清楚“充电”、“放电”的方向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。

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