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高中化学选修4电化学知识点总结
第四章电化学基础
一、原电池:
1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向:外电路: 负极——导线——正极
内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:
+负极: 氧化反应: Zn-2e=Zn2 (较活泼金属)
+正极: 还原反应: 2H+2e=H2↑(较不活泼金属)
总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断:
(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增重或有气泡一极为正极
二、化学电池
1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池
(一)一次电池
1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
(二)二次电池
1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池
放电:负极(铅): Pb-2e- =PbSO4↓
正极(氧化铅): PbO2+4H++2e- =PbSO4↓+2H2O
充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+
阳极: PbSO4+2e- =Pb
两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 ? 2PbSO4↓+2H2O
3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
(三)燃料电池
1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
①当电解质溶液呈酸性时:
负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4e- +4H+ =2H2O
?当电解质溶液呈碱性时:
负极: 2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O+4 e- =4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为:
-
负极:CH4+10OH-8e-= CO32-+7H2O; 正极:4H2O+2O2+8e- =8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低(四)废弃电池的处理:回收利用三、电解池(一)电解原理
1、电解池: 把电能转化为化学能的装置,也叫电解槽
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳