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原电池的电极判断和电极反应

2018-01-29 08:48阅读:
原电池的电极判断和电极反应(原创)
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1、原电池原理及电极判断。
1)原电池是化学能转化为电能的装置。
2)原电池的构成条件是:
a、有活动性不同的两个金属电极或者是一个金属电极一个非金属电极
b、两个金属电极相连接形成外闭合回路
c、两个金属插入电解质溶液中形成内闭合回路。
3)在原电池中发生氧化反应的一极是负极,发生还原反应的一极是正极;电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;溶液中的阳离子流向正极,阴离子流向负极。
根据原电池中的电子流向、电流流向、离子流向、电极反应等任意一方面的已知都可以判断原电池的正负极,知道了原电池的正负极就可以顺理成章的判断原电池中原理中的其他问题。
4)原电池的正极、负极材料本身是否一定参与电极上的反应有多种情况。
.有的只有负极材料本身直接参与电极上的反应
如:铜锌原电池中负极反应式:Zn-2e-==Zn2+
正极为铜材料本身不参加反应,参加反应的是溶液中的H+
.有的正负极材料本身都参与电极上的反应
如:铅蓄电池中正负极材料本身都参与电极反应其中
负极反应:Pb-2e-+SO42-==PbSO4
正极反应:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O
.有的是负极材料本身参与氧化反应,溶液中的阴离子参与正极上的反应
如:铜锌原电池硝酸为电解质溶液时。
负极反应为:Zn-2e-==Zn2+
正极反应为:NO3-+3e-+4H+==NO+2H2O
.有时正极负极材料本身都不直接参与电极上的反应如:氢氧燃料电池,硫酸为电解质溶液。
负极反应式:H2-2e-==2H+
正极反应式:O2+4e-+4H+==2H2O
.原电池中内电路能够导电的物质可以是液体,如硫酸溶液,氢氧化钠溶液等,可以是固体如ZRO(代表一种盐或者氧化物)等,有时O2-,有时是CO32-导电等。
所以,原电池的构成条件中直接的理解受到局限性,我们应该理解为:
a.有两个电极并构成外闭合回路,
b.有电解质导电构成内闭合回路,
c.有参与电极反应的物质。
2、原电池电极反应方程式的书写是学生学习过程中的一个难点,这里我把它归纳为:(1)遵循电荷守恒(2)涉及水电离的离子如H+OH-放电时,酸性溶液中用H2OH+平衡,碱性溶液中用H2OOH-平衡。H+或者OH-写在等号那边的问题,考虑电荷守恒。例如:
a、铅蓄电池中正极反应式:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O
可以理解为,左侧是得电子的,因生成PbSO4要消耗SO42-两者都为负电荷,而右侧都是中性的物质,考虑电荷守恒,所以左侧写H+4mol
b、铜锌原电池硝酸为电解质溶液时。
正极反应式为:NO3-+3e-+4H+==NO+2H2O
可以理解为NO3-带负电荷,得3mole-还是负电荷所以左侧要加上4molH+电荷就守恒了。
c、氢氧燃料电,硫酸做导电剂时。
正极反应式:O2+4e-+4H+==2H2O
可以理解为,左侧O24mol电子,为负电荷,所以加上4molH+电荷就守恒了。
综上所述,学习和应用原电池知识时,使用适当的技巧和方法,可以快速判断出原电池的正负极。考虑得失电子和电荷守恒,能及时准确的书写原电池的正负极的电极反应方程式。




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