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【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。3、原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两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。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,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变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。(5)根据电极质量增重或减少来判断。工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。(6)根据有无气泡冒出判断电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。本节知识树原电池中发生了氧化还原反应,把化学能转化成了电能。二、化学电源课标要求1、了解常见电池的种类2、掌握常见电池的工作原理要点精讲1、一次电池(1)普通锌锰电池锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极),内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。电池的两极发生的反应是:(2)碱性锌锰电池用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时,无论是电解质还是结构上都有较大变化,电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下:(3)银锌电池——纽扣电池该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。其电极反应式为:(4)高能电池——锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小,所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长。如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为:2、二次电池原理:充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行,生成物重新转化为反应物,使充电放电可在一定时期内循环进行。铅蓄电池构成:该电池以Pb和PbO2作电极材料,硫酸作电解质溶液。放电时二氧化铅电极上发生还原反应,铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应,铅电极上发生还原反应。3、氢氧燃料电池(1)氢氧燃料电池的构造在氢氧燃料电池中,电解质溶液为KOH溶液。石墨为电极,H2和O2或空气)源源不断地通到电极上。(2)氢氧燃料电池的优点是产物只有水,不产生污染物。本节知识树根据原电池的工作原理,设计了各种用途的原电池产品。需要了解常见电池的基本构造、工作原理、性能和使用范围。三、电解池课标要求1、掌握电解池的工作原理2、能够正确书写电极反应式和电解池反应方程式3、了解电解池、精炼池、电镀池的原理要点精讲1、电解原理(1)电解的含义:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解,这种把电能转变成化学能的装置叫做电解池。(2)构成电解池的条件①直流电源。②两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极,与电源的负极相连的电极叫做阴极。③电解质溶液或熔融态电解质用石墨、金、铂等制作的电极叫做惰性电极,因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用还原性较强的材料制作的电极叫做活性电极,它们作电解池