化學電池的工作原理?化學電池的工作原理是什么:通過化學反應,消耗某種化學物質,輸出電能。擴展知識 化學電池是一種將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理涉及正負電極之間的氧化還原反應。除了基本的工作原理,還有一些擴展知識值得了解:1、那么,化學電池的工作原理?一起來了解一下吧。
1、在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。
2、正極活性物質由電位較正并在電解質中穩定的氧化劑組成,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。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。
3、當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學能并不轉換為電能。
4、當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由于電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。
原電池的工作原理:將氧化~還原反應分置在兩極上進行,負極發生氧化反應,失去的電子通過導線傳遞到正極,電解質中的氧離子或氧化性物質在正極上得電子發生還原反應。電解質中陰離子向負極移動,從而整個電路中都有電荷的定向移動,所以實現了化學能向電能的轉化。
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本文題目:高二化學教案:原電池的工作原理
原電池的工作原理
一.知識再現
1.原電池定義:
2.原電池構成條件:1)
2)
3)
4)
3.按你的理解畫出一個原電池,寫出電極反應和總反應
4.完成課本13頁、14也活動與探究
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,有人設計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,放置一段時間后,黑色會褪去而銀不會損失。
試回答:在此原電池反應中,負極發生的反應為 ;正極發生的反應為 ;
反應過程中產生臭雞蛋氣味的氣體,原電池總反應方程式為
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的一極是負極
B.通O2的一極是正極,通H2的一極是負極
C.工作一段時間后電解質溶液pH增大
D.工作時負極區附近pH減小
2. 將鋅片和銀片接觸放入相同物質的量濃度的下列溶液中,反應一段時間后,溶液質量減輕的是( )
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,發生電化腐蝕,在正極上發生的電極反應是( )
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,它以質輕.容量大而受到重視。
原電池原理:
(1)概念:把化學能直接轉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(有電子的轉移)把化學能轉變為電能。
(3)構成原電池的條件:
①電極為導體且活潑性不同;
②兩個電極接觸(導線連接或直接接觸);
③兩個相互連接的電極插入電解質溶液構成閉合回路。
(4)電極名稱及發生的反應:
負極:
較活潑的金屬作負極,負極發生氧化反應
電極反應式:較活潑金屬-ne- =金屬陽離子
負極現象:負極溶解,負極質量減少
正極:
較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發生還原反應
電極反應式:溶液中陽離子+ne-=單質
正極的現象: -般有氣體放出或正極質量增加
(5)原電池正負極的判斷方法:
①依據原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
②根據電流方向或電子流向: (外電路)的電流由正極流向負極;電子則由負極經外電路流向原電池的正極。
③根據內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極。
④根據原電池中的反應類型:
負極:失電子,發生氧化反應,現象通常是電極本身消耗,質量減小。
化學電池工作原理常用化學電池一般由溶液硫酸、鋅棒、碳棒構成,那么電池工作時內部到底發生了什么變化,外部導體又發生了什么變化,電流到底是什么?下面就從這個方面敘述一下化學電池工作的全過程。首先我們可以確定碳棒無論在什么狀態下它的性質都沒有改變,可溶液硫酸和鋅棒就不同了,它們因電性不同(鋅正酸負)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,當它們之間靠近時在異性電場引力下緊密相靠,在靠的同時由于兩者核旋速很高則發生碰撞,碰撞的結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,在滲入時鋅原子向溶液硫酸方向躍動,溶液硫酸原子向鋅體方向躍動。當有導線相通時相互滲入能力加強就在導體中產生電流(核振波),無導體相通時滲入能力弱,相互滲入的結果就是酸鋅溶液,可碳棒還是碳棒沒有變化,它只起到控制滲入速度。電池內部氣泡是原子碰撞發熱結果,因發熱可使一些成份變成氣體。在這里產生的電流是直流電,也就是導線中的原子核在溶液硫酸和鋅棒相互滲入時的原子躍動作用下被動單向躍動(前進方向強,回退方向弱),最終結果導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,可溶液硫酸和鋅棒中的原子確發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,這也是為什么化學電池中的鋅和硫不能全部回收利用的根本。
以上就是化學電池的工作原理的全部內容,1、在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。