化学电池的工作原理?化学电池的工作原理是什么:通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。扩展知识 化学电池是一种将化学能转化为电能的装置,其工作原理涉及正负电极之间的氧化还原反应。除了基本的工作原理,还有一些扩展知识值得了解:1、那么,化学电池的工作原理?一起来了解一下吧。
1、在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。
2、正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。
3、当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。
4、当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。
原电池的工作原理:将氧化~还原反应分置在两极上进行,负极发生氧化反应,失去的电子通过导线传递到正极,电解质中的氧离子或氧化性物质在正极上得电子发生还原反应。电解质中阴离子向负极移动,从而整个电路中都有电荷的定向移动,所以实现了化学能向电能的转化。
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本文题目:高二化学教案:原电池的工作原理
原电池的工作原理
一.知识再现
1.原电池定义:
2.原电池构成条件:1)
2)
3)
4)
3.按你的理解画出一个原电池,写出电极反应和总反应
4.完成课本13页、14也活动与探究
二、讨论完成例1. 银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫代银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。
试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为 ;正极发生的反应为 ;
反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,原电池总反应方程式为
三、自我检测
1. 氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极,其电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,则下列叙述正确的是( )
A.通H2的一极是正极,通O2的一极是负极
B.通O2的一极是正极,通H2的一极是负极
C.工作一段时间后电解质溶液pH增大
D.工作时负极区附近pH减小
2. 将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中,反应一段时间后,溶液质量减轻的是( )
A.氯化铝 B.硫酸铜 C.硝酸银 D.稀硫酸
3. 在空气中,钢铁与食盐水接触,发生电化腐蚀,在正极上发生的电极反应是( )
A.Fe-2e- === Fe2+ B.2H+2e- ==== H¬2↑
C.Na++e- === Na D.2H2O+O2+4e- ==== 4OH-
4. 锂电池是新型高能电池,它以质轻.容量大而受到重视。
原电池原理:
(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
(2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池的条件:
①电极为导体且活泼性不同;
②两个电极接触(导线连接或直接接触);
③两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
(4)电极名称及发生的反应:
负极:
较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应
电极反应式:较活泼金属-ne- =金属阳离子
负极现象:负极溶解,负极质量减少
正极:
较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应
电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质
正极的现象: -般有气体放出或正极质量增加
(5)原电池正负极的判断方法:
①依据原电池两极的材料:
较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向: (外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:
负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
化学电池工作原理常用化学电池一般由溶液硫酸、锌棒、碳棒构成,那么电池工作时内部到底发生了什么变化,外部导体又发生了什么变化,电流到底是什么?下面就从这个方面叙述一下化学电池工作的全过程。首先我们可以确定碳棒无论在什么状态下它的性质都没有改变,可溶液硫酸和锌棒就不同了,它们因电性不同(锌正酸负)相互渗入,但相互渗入前它们之间必须有空隙可钻,否则溶液硫酸是不可能渗出锌原子的。那么锌体空隙怎么形成,这就存在核旋问题,只有旋才能使锌体有隙可钻。锌与溶液硫酸相比比重大,则相比它为正电性,当它们之间靠近时在异性电场引力下紧密相靠,在靠的同时由于两者核旋速很高则发生碰撞,碰撞的结果使原子核旋速变低,原子体积变小锌体原子间共用电子关系被破坏(溃解)。上面锌体有了空隙,则它们就可以相互渗入,在渗入时锌原子向溶液硫酸方向跃动,溶液硫酸原子向锌体方向跃动。当有导线相通时相互渗入能力加强就在导体中产生电流(核振波),无导体相通时渗入能力弱,相互渗入的结果就是酸锌溶液,可碳棒还是碳棒没有变化,它只起到控制渗入速度。电池内部气泡是原子碰撞发热结果,因发热可使一些成份变成气体。在这里产生的电流是直流电,也就是导线中的原子核在溶液硫酸和锌棒相互渗入时的原子跃动作用下被动单向跃动(前进方向强,回退方向弱),最终结果导体中的原子核和电子都没有离开原子,只是核或电子在振动,可溶液硫酸和锌棒中的原子确发生了移位相互渗入混合了,在这一过程中它们不但相互混合,而且消耗大量的原子核旋能,这也是为什么化学电池中的锌和硫不能全部回收利用的根本。
以上就是化学电池的工作原理的全部内容,1、在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。