電化學基礎知識整理

1、電化學基礎知識整理 電化學基礎知識整理1.原電池 原電池原電池是將化學能轉化為電能的裝置1.1 原電池原理 原電池原理①、原電池： ①、原電池：將化學能轉變成電能的裝置②、形成條件： ②、形成條件：①活動性不同的兩電極（連接） ；②電解質溶液（插入其中并與電極自發反應） ；③電極形成閉合電路④能自發的發生氧化還原反應③、電極名稱： ③、電極名稱：負極：較活潑的金屬（電子流出的一極）正極：較不活潑的金屬或能導電的非金屬（電子流入的一極）④

2、、電極反應： ④、電極反應：負極：氧化反應，金屬失電子正極：還原反應，溶液中的陰離子得電子或氧氣得電子（吸氧腐蝕）⑤、電子流向： ⑤、電子流向：由負極沿導線流向正極鋅-銅電池，負極-Zn，正極-Cu。負極：Zn-2e=Zn2+，電解質溶液——稀硫酸。正極：2H++2e=H2↑總反應：2H++Zn=H2↑+Zn2+注意：如果在銅鋅的導線中加一個電流計，電流計指針會發生偏轉。隨時間的延續，電流 注意：如果在銅鋅的導線中加一個電流計，電流計指

3、針會發生偏轉。隨時間的延續，電流計指針的偏轉角度逐漸減小。 計指針的偏轉角度逐漸減小。鹽橋的作用： 鹽橋的作用：鹽橋起到了使整個裝置構成通路的作用例如:銅鋅原電池中用到了鹽橋現象:⑴、檢流計指針偏轉，說明有電流通過。從檢流計指針偏轉的方向可以知道電流的方向是 Cu 極→Zn 極。根據電流是從正極流向負極，因此，Zn 極為負極，Cu 極為正極。而電子流動的方向卻相反，從 Zn 極→Cu 極。電子流出的一極為負極，發生氧化反應；電子流入的一

4、極為正極，發生還原反應。一般說來，由兩種金屬所構成的原電池中，較活潑的金屬是負極，較不活潑的金屬是正極。其原理正是置換反應，負極金屬逐漸溶解為離子進入溶液。反應一段時間后，稱重表明，Zn 棒減輕，Cu 棒增重。⑵、取出鹽橋，檢流計指針歸零，重新放入鹽橋，指針又發生偏轉，說明鹽橋起到了使整個裝置構成通路的作用。鹽橋是裝有飽和 KCl 瓊脂溶膠的 U 形管，溶液不致流出來，但離子則可以在其中自由移動。利用上述化學反應也可以制作大電流的電池，

5、它具有質量輕、體積小等優點。這類電池已用于宇航、火箭、潛艇等方面。鋰－二氧化錳非水電解質電池 以鋰為負極的非水電解質電池有幾十種，其中性能最好、最有發展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質電池，這種電池以片狀金屬及為負極，電解活性 MnO2 作正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機溶劑作為電解質溶液，以聚丙烯為隔膜，電極反應為： 負極反應：Li＝Li＋＋e 正極反應：MnO2＋Li＋＋e＝LiMnO2 總反應：Li＋MnO2＝L

6、iMnO2 該種電池的電動勢為 2.69V，重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電 1000次后仍能維持其能力的 90％，貯存性能好，已廣泛用于電子計算機、手機、無線電設備等。 （二）二次電池二次電池又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質獲得再生。這類電池可以多次重復使用。鉛蓄電池是最常見的二次電池，它由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有 PbO2，負極板上覆蓋有 Pb，電介質是 H2SO4 .鉛蓄電池放電的電極反應如下

7、：負極：Pb（s）＋SO42－（aq）－2e－＝PbSO4（s）（氧化反應）正極：PbO2（s）＋SO42－（aq）十 4H＋（aq）＋2e－＝PbSO4（s）＋2H2O (l)（還原反應）總反應：Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）＝2PbSO4（s）十 2H2O (l)鉛蓄電池充電的反應是上述反應的逆過程：陰極：PbSO4（s）＋2e－＝Pb（s）＋SO42－（aq）（還原反應）陽極：PbSO4（s）＋2H2O (l)

8、－2e－＝PbO2（s）＋SO42－（aq）十 4H＋（aq）（氧化反應）總反應：2PbSO4（s）十 2H2O (l) ＝Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）可以把上述反應寫成一個可逆反應方程式：Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq） 2PbSO4（s）十 2H2O (l)（三）燃料電池燃料電池是一種連續的將燃料和氧化劑的化學能直接轉換成電能的化學電池。燃料電池的電極本身不包含活性物質，只是一個催化轉化元件