1.概念
原电池是把化学能转化为电能的装置。
2.构成条件
(1)有能自发进行的氧化还原反应发生。
(2)活泼性不同的两个电极。
(3)形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:
①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜一锌原电池为例)
装置图
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电极材料
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负极:锌片
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正极:铜片
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电极反应
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Zn-2e-===Zn2+
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Cu2++2e-===Cu
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反应类型
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氧化反应
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还原反应
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电子流向
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由锌片沿导线流向铜片
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电解质溶液中离子流向
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电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移
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电流方向
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由铜片沿导线流向锌片
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盐桥中离子流向
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盐桥中含有饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极
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电池总反应式
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Zn+Cu2+===Zn2++Cu
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两类装置
的不同点
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还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,既有化学能转化为电能,又有化学能转化为热能,造成能量损耗
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Zn与氧化剂Cu2+不直接接触,仅有化学能转化为电能,减少了能量损耗,故电流稳定,持续时间长
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(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。
(3)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水,离子不上岸)。
(4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
(5)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
②盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流;c.可以提高能量转化效率。