化學(xué)電池的工作原理?化學(xué)電池的工作原理是什么:通過化學(xué)反應(yīng),消耗某種化學(xué)物質(zhì),輸出電能。擴(kuò)展知識 化學(xué)電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理涉及正負(fù)電極之間的氧化還原反應(yīng)。除了基本的工作原理,還有一些擴(kuò)展知識值得了解:1、那么,化學(xué)電池的工作原理?一起來了解一下吧。
1、在化學(xué)電池中,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取?/p>
2、正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。
3、當(dāng)外電路斷開時(shí),兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲(chǔ)在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。
4、當(dāng)外電路閉合時(shí),在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時(shí)在電池內(nèi)部,由于電解質(zhì)中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng),以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。
原電池的工作原理:將氧化~還原反應(yīng)分置在兩極上進(jìn)行,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),失去的電子通過導(dǎo)線傳遞到正極,電解質(zhì)中的氧離子或氧化性物質(zhì)在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng),從而整個(gè)電路中都有電荷的定向移動(dòng),所以實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。
以下是 考 網(wǎng)為大家整理的關(guān)于《高二化學(xué)教案:原電池的工作原理》,供大家學(xué)習(xí)參考!
本文題目:高二化學(xué)教案:原電池的工作原理
原電池的工作原理
一.知識再現(xiàn)
1.原電池定義:
2.原電池構(gòu)成條件:1)
2)
3)
4)
3.按你的理解畫出一個(gè)原電池,寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)
4.完成課本13頁、14也活動(dòng)與探究
二、討論完成例1. 銀器皿日久表面逐漸變黑色,這是由于生成硫代銀,有人設(shè)計(jì)用原電池原理加以除去,其處理方法為:將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時(shí)間后,黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。
試回答:在此原電池反應(yīng)中,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為 ;正極發(fā)生的反應(yīng)為 ;
反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體,原電池總反應(yīng)方程式為
三、自我檢測
1. 氫氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池,穿過浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳電極,其電極反應(yīng)式為:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,則下列敘述正確的是( )
A.通H2的一極是正極,通O2的一極是負(fù)極
B.通O2的一極是正極,通H2的一極是負(fù)極
C.工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液pH增大
D.工作時(shí)負(fù)極區(qū)附近pH減小
2. 將鋅片和銀片接觸放入相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中,反應(yīng)一段時(shí)間后,溶液質(zhì)量減輕的是( )
A.氯化鋁 B.硫酸銅 C.硝酸銀 D.稀硫酸
3. 在空氣中,鋼鐵與食鹽水接觸,發(fā)生電化腐蝕,在正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是( )
A.Fe-2e- === Fe2+ B.2H+2e- ==== H?2↑
C.Na++e- === Na D.2H2O+O2+4e- ==== 4OH-
4. 鋰電池是新型高能電池,它以質(zhì)輕.容量大而受到重視。
原電池原理:
(1)概念:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
(2)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
(3)構(gòu)成原電池的條件:
①電極為導(dǎo)體且活潑性不同;
②兩個(gè)電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸);
③兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。
(4)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng):
負(fù)極:
較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)
電極反應(yīng)式:較活潑金屬-ne- =金屬陽離子
負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少
正極:
較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng)
電極反應(yīng)式:溶液中陽離子+ne-=單質(zhì)
正極的現(xiàn)象: -般有氣體放出或正極質(zhì)量增加
(5)原電池正負(fù)極的判斷方法:
①依據(jù)原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
②根據(jù)電流方向或電子流向: (外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。
③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負(fù)極。
④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型:
負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象通常是電極本身消耗,質(zhì)量減小。
化學(xué)電池工作原理常用化學(xué)電池一般由溶液硫酸、鋅棒、碳棒構(gòu)成,那么電池工作時(shí)內(nèi)部到底發(fā)生了什么變化,外部導(dǎo)體又發(fā)生了什么變化,電流到底是什么?下面就從這個(gè)方面敘述一下化學(xué)電池工作的全過程。首先我們可以確定碳棒無論在什么狀態(tài)下它的性質(zhì)都沒有改變,可溶液硫酸和鋅棒就不同了,它們因電性不同(鋅正酸負(fù))相互滲入,但相互滲入前它們之間必須有空隙可鉆,否則溶液硫酸是不可能滲出鋅原子的。那么鋅體空隙怎么形成,這就存在核旋問題,只有旋才能使鋅體有隙可鉆。鋅與溶液硫酸相比比重大,則相比它為正電性,當(dāng)它們之間靠近時(shí)在異性電場引力下緊密相靠,在靠的同時(shí)由于兩者核旋速很高則發(fā)生碰撞,碰撞的結(jié)果使原子核旋速變低,原子體積變小鋅體原子間共用電子關(guān)系被破壞(潰解)。上面鋅體有了空隙,則它們就可以相互滲入,在滲入時(shí)鋅原子向溶液硫酸方向躍動(dòng),溶液硫酸原子向鋅體方向躍動(dòng)。當(dāng)有導(dǎo)線相通時(shí)相互滲入能力加強(qiáng)就在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流(核振波),無導(dǎo)體相通時(shí)滲入能力弱,相互滲入的結(jié)果就是酸鋅溶液,可碳棒還是碳棒沒有變化,它只起到控制滲入速度。電池內(nèi)部氣泡是原子碰撞發(fā)熱結(jié)果,因發(fā)熱可使一些成份變成氣體。在這里產(chǎn)生的電流是直流電,也就是導(dǎo)線中的原子核在溶液硫酸和鋅棒相互滲入時(shí)的原子躍動(dòng)作用下被動(dòng)單向躍動(dòng)(前進(jìn)方向強(qiáng),回退方向弱),最終結(jié)果導(dǎo)體中的原子核和電子都沒有離開原子,只是核或電子在振動(dòng),可溶液硫酸和鋅棒中的原子確發(fā)生了移位相互滲入混合了,在這一過程中它們不但相互混合,而且消耗大量的原子核旋能,這也是為什么化學(xué)電池中的鋅和硫不能全部回收利用的根本。
以上就是化學(xué)電池的工作原理的全部內(nèi)容,1、在化學(xué)電池中,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取?/p>