《电化学》基础知识纲要与变式训练试题

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约11920字。

一、原电池的工作原理
　　【知识纲要】
　　要点1. 原电池的形成条件
　　将化学能转变为电能的装置叫做原电池，它的原理是将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化还原反应分别在两极上进行。构成原电池的条件是：活泼性不同的电极材料；电解质溶液；构成闭合电路（用导线连接或直接接触）；自发进行的氧化还原反应。构成原电池的四个条件是相互联系的，电极不一定参加反应，电极材料不一定都是金属，但应为导体，电解质溶液应合理的选取。
　　要点2. 原电池正负极的判断
　　（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：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。
　　（3）根据离子的定向流动方向判断：在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的 极是正极，阴离子移向的极是负极。
　　（4）根据两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子 发生还原反应。
　　（5）根据实验现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 特殊情况的判断。有些特殊情况要考虑电极与电解质溶液的反应。例如镁、铝与 NaOH 溶液构成的原电池中铝作负极。
　　要点3. 原电池电极反应式的书写
　　（1）负极为活泼金属时，一般失去电子形成可溶性稳定价态阳离子，或进入溶液，或与电解质发生反应；若为燃料电池，负极一般不参与反应，可燃气体失去电子，形成稳定的氧化产物，或进一步与电解质溶液反应。
　　（2）正极上，一般是溶液中氧化性最强的微粒获得电子被还原，生成稳定的还原产物，或进一步与电解质溶液反应。
　　（3）正、负两极反应式在确保得失电子数目相等的前提下，加和可得电池反应总方程式。
　　（4）检查电极反应式的方法：负极发生氧化反应，正极发生还原反应；负极失电子总数等于正极得电子总数；在酸性环境中，氢元素的存在形式有H+  、H2O 、H2三种形式，不会出现OH-形式；在碱性环境中，氢元素的存在形式为：OH- 、H2O 、H2三种形式，不会出现H+形式。
　　要点4. 原电池原理的应用
　　（1）比较不同金属的活动性强弱：根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极。
　　（2）加快化学反应速率：原电池可以加快化学反应速率。如锌和稀硫酸反应制取氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜，形成铜-锌原电池，加快反应的进行速率。
　　（3）设计制作化学电源：设计原电池时要紧扣原电池的四个条件。具体方法是：首先将氧化还原反应拆成两个半反应，即氧化反应和还原反应；结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液；按要求画出原电池装置图。
　　要点5. 化学电源
　　（1）一次电池：不能充电，不能反复使用。
　　化学电源 碱性锌锰电池 锌银电池
　　正极反应式 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH +2OH－ Ag2O + H2O+ 2e－ = 2Ag + 2OH－
　　负极反应式 Zn+2OH－—2e—= Zn(OH)2 Zn+2OH－—2e—= Zn(OH)2
　　总反应方程式 Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋H2O = ZnOH2＋2Ag
　　（2）二次电池：可充电，可多次重复使用。如铅蓄电池：
　　放电 正极反应式 PbO2＋4H+＋SO42－＋2e ＝PbSO4↓＋2H2O
　　负极反应式 Pb＋SO42－－2e ＝PbSO4↓
　　充电 阳极反应式 PbSO4＋2H2O－2e ＝PbO2＋4H+＋SO42－
　　阴极反应式 PbSO4＋2e ＝Pb＋SO42－
　　总反应方程式 PbO2＋Pb＋2H2SO4  放电充电2PbSO4↓＋2H2O
　　（3）燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化