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原电池的构成及特性

时间:2016-12-02 16:46来源:未知 作者:admin 点击:
有盐桥存在时,电流表指针发生偏转,有电流通过电路。 锌片溶解,质量减少,铜片质量增加。

原电池的构成及特性

一、           铜锌原电池

     自发氧化还原反应:Zn+Cu2+Zn2+ Cu(得失电子,Zn发生被氧化,Cu2+发生被还原)

     把氧化反应和还原反应分隔开(如右图)即是一个原电池。

1、现象:有盐桥存在时,电流表指针发生偏转,有电流通过电路。   锌片溶解,质量减少,铜片质量增加。

2、原理: 活泼金属锌失电子,铜离子得到电子

在硫酸锌溶液中,锌片逐渐被溶解,即锌原子失去电子,Zn被还原,形成Zn2进入溶液

                Zn2e-Zn2   (氧化反应) 

从锌片上释放出的电子,经过导线流向铜片,硫酸铜溶液中的Cu2+ 从铜片上得到电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。

                 Cu2++2e- Cu    (还原反应)

3、盐桥

盐桥:盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用:可使由它连接的两溶液保持电中性。

锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电,此时盐桥中的Cl-会移向溶液中的硫酸锌溶液,K+移向硫酸铜溶液,使硫酸锌和硫酸盐溶液保持电中性,氧化还原反应得以继续进行,从而使原电池不断地产生电源。

没有盐桥的情况下,则会停止反应。

    导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。

二、           原电池

1、原电池概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。

    实质:将自发的氧化还原反应的不规则电子转移变成电子的定向移动。

           即将化学能转化成电能的形式释放。(原电池反应速率比化学反应速率快)

2、原电池的构成条件

1)自发的氧化还原反应(本质条件)

2)活泼性不同的两电极(其中能与电解质溶液自发反应的为负极

3)电解质溶液(能与电极反应)

4)形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液)

3、电极材料的选择(了解知道)

必须导电。电池的负极必须能与电解质溶液反应,且正负电极用不同材料。一般情况下,两个电极的构成可分为四种:

1)活泼性不同的两种金属。例,锌铜原电池中,锌为负极,铜为正极

2)金属和非金属:例,锌锰干电池中,锌为负极,石墨为正极

3)金属和化合物:例,铅蓄电池中,铅板为负极,二氧化铅为正极

4)惰性电极:例,氢氧燃料电池中,两个电极都可用Pt (特殊)

三、           电极方程式或电极反应

1、我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。

一般先写负极,所以可表示为:

            负极(Zn):Zn2eZn2   (氧化) 

            正极(Cu):Cu2++2e- Cu    (还原)

其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还

            总反应是:Zn+Cu2+Zn2+ Cu  

步 骤:1)写出能自发进行的氧化还原反应的离子反应方程式;

      2)讲氧化还原反应拆成两个半反应,找出氧化剂还原剂,分别写出原电池正负极

      3)将两个半反应相加,验证是否得到总反应

2、原电池正负电极的判断

1根据电极材料:较活泼的一极为负,较不活泼的一极为正(与电解质反应得失电子)

2根据两极发生的反应:发生氧化反应的一极为负,还原反应的一极为正

3根据电极增重还是减重:溶解或减轻的一极为负,增加或放出气泡的一极为正

4)根据电子或电流流动方向:电流方向:正→负  电子流向:负→正

5)根据溶液中离子运动方向的判断:阴离子移向的一极为负,阳离子移向的一极为正

6)根据元素的化合价来判断:化合价升高的一级为负极

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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