電源:
化學電源化學電源是能夠實際應用的原電池,化學電池是將化學能轉變成電能的裝置,它包括一次電池、二次電池和燃料電池等幾大類。 一次電池:
(1)普通鋅錳干電池構造簡單,價格便宜,但放電時間短,放電后電壓下降較快。負極:正極:總反應式:(2)堿性鋅錳電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,比能量和可儲存時間均有提高,適用于大電流和連續(xù)放電。負極是正極是電解質是負極:正極: 總反應式:(3)鋰電池用金屬鋰作負極,石墨作止極,電解質溶液由四氯化鋁鋰溶解在亞硫酰氯組成。負極:正極:總反應式:(4)鋅銀電池負極是Zn,正極是,電解質是KOH。負極:正極:總反應式: 這種電池比能量大,電壓穩(wěn)定,儲存時間長,適宜小電流連續(xù)放電,常制成紐扣式微型電池,廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。
原電池正、負極的判斷方法:
原電池有兩個電極,一個是正極,一個是負極,判斷正極和負極的方法有以下幾種。 1.由組成原電池的兩極材料判斷一般相對較活潑的金屬為負極,相對不活潑的金屬或能導電的非金屬為正極。 2.根據電流方向或電子流動方向判斷在外電路,電流由正檄流向負極;電子由負極流向正極 3.根據原電池里電解質溶液中離子的定向移動方向判斷在原電池的電解質溶液內,陽離子移向正極,陰離子移向負極。 4.根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應,正極總是得電子發(fā)生還原反應。 5.X極增重或減輕工作后,X極質量增加,說明X極有物質析出,X 極為正極:反之,X極質量減少,說明X極金屬溶解,X 極為負極6.X極有氣泡冒出工作后,x極上有氣泡冒出,一般是發(fā)生了析出H,的電極反應,說明x極為正極。 7.X極附近pH的變化析氫或吸氧的電極反應發(fā)生后,均能使該電極附近電解質溶液的pH增大,因而工作后,X極附近pH增大了,說明X極為正極。 8.特例在判斷金屬活潑性的規(guī)律中,有一條為“當兩種金屬構成原電池時,活潑金屬作負極,不活潑金屬作正極”,但這條規(guī)律也有例外情況,如Mg和Al為原電池的兩極,KOH為電解質溶液時,雖然Mg比Al活潑,但因Mg不和KOH反應,所以Mg作原電池的正極等。
原電池中的電荷流動:
在外電路(電解質溶液以外),電子(負電荷)由負極經導線(包括電流表和其他用電器)流向正極,使負極呈正電性趨勢、正極呈負電性趨勢。在內電路(電解質溶液中),陽離子(帶正電荷)向正極移動,陰離子 (帶負電荷)向負極移動。這樣形成了電荷持續(xù)定向流動,電性趨向平衡的閉合電路。
燃料電池:
燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電池。 (1)氧氧燃料電池以氫氣為燃料(作負極),以氧氣為氧化劑(作正極),可用酸性電解質(如稀H2SO4),也可用堿性電解質(如KOH)。①若電解質是酸性的,在電極反應式中不能出現OH-。負極:正極:總反應式:②若電解質是堿性的,在電極反應式中不能出現H+。負極:正極:總反應式:(2)甲烷一氧氣燃料電池若將金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通入甲烷和氧氣。負極: 正極:總反應式:
新型化學電源的考查及解題指導:
近幾年高考試題中出現的新型電池,有“氫鎳電池”“高鐵電池”“鋅一錳堿性電池”、我國首創(chuàng)的“海洋電池”“燃料電池”(如新型細菌燃料電池、CO燃料電池)、“鋰離子電池”“銀鋅電池~紐扣電池”等。這些電池一般具有高能環(huán)保、經久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量 (單位質量釋放的能量)高等特點。取材于這些知識點的試題,由于題材廣、信息新、陌生度大,所以,大多數考生認為這類試題難度大,而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查的是學生對信息的遷移應用能力。具體有以下幾個考查角度: 1.新型電池“放電”時正、負極的判斷2.新型電池“放電”時,電極反應式的書寫首先根據電池反應分析物質得失電子情況,然后再考慮電極反應生成的物質是否跟電解質溶液巾的離子發(fā)生反應;對于較復雜的電極反應,可以利用總反幢方程式減去較簡單一極的電極反應式,從而得到較復雜一極的電極反應式。 3.新型電池“充電”時陰、陽極的判斷首先明確原電池放電時的正、負極,再根據充電時,陽極接正極、陰極接負極的原理進行分析。 4.新型電池充、放電時,電解質溶液中離子移動方向的判斷首先分清電池是放電還是充電;再判斷正、負極或陰、陽極,進而可確定離子的移動方向。
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