(1)根據形成原電池判斷金屬的活動性根據活潑金屬為負極,不活潑金屬為正極,可通過組成原電池判斷金屬活動性。
(2)形成原電池可以加快反應速率純鋅與稀H2SO4反應速率較慢,當加入CuSO4溶液以后,反應速率加快,因為Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu與Zn接觸,在稀H2SO4中形成原電池,加快反應速率。
(3)根據原電池原理可以判斷電池的正負極、電解質溶液、判斷溶液pH的變化
(4)根據原電池原理可以保護金屬不被腐蝕
(5)判斷金屬腐蝕程度的快慢
原電池原理的應用:
1.比較不同金屬的活動性強弱
根據原電池原理可知,在原電池反應過程中,一般活動性強的金屬作負極,而活動性弱的金屬(或能導電的非金屬)作正極。
若有兩種金屬A和B,用導線將A和B連接后,插入到稀硫酸中,一段時間后,若觀察到A極溶解,而B 極上有氣體放出,說明在原電池工作過程中,A被氧化成陽離子而失去電子作負極,B作正極,則金屬A的金屬活動性比B強。
2.加快氧化還原反應的速率
因為形成原電池后,產生電位差,使電子的運動速率加快,從而使反應速率增大,如Zn與稀H2SO4反應制氧氣時,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原電池,加快反應速率 3.用于金屬的防護要保護一個鐵制閘門,可用導線將其與一鋅塊相連,使鋅作原電池的負極,鐵制閘門作正極。
4.設計制作化學電源設計原電池時要緊扣構成原電池的條件。
(1)首先要將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應:
(2)然后根據原電池的電極反應特點,結合兩個半反應找出正、負極材料(一般負極就是失電子的物質,正極用比負極活潑性差的金屬或導電的非金屬)及電解質溶液:
①電解質溶液的選擇電解質溶液一般要能夠與負極發生反應,或者能與電極產物發生反應。但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋),左右兩個容器中的電解質溶液應選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅一鋅一硫酸銅構成的原電池中,負極金屬鋅浸泡在含有 Zn2+“的電解質溶液中,而正極銅浸泡在含有Cu2+的溶液中.
②電極材料的選擇在原電池中,選擇較活潑的金屬或還原性較強的物質作為負極,較不活潑的金屬或能導電的非金屬或氧化性較強的物質作為正極。一般,原電池的負極能夠與電解質溶液反應,容易失去電子,因此負極一般是活潑的金屬材料(也可以是還原性較強的非金屬材料如H2、CH4等)。
(3)舉例根據以下反應設計原電池:
相關高中化學知識點:原電池的形成條件
原電池的構成條件:
(1)活潑性不同的兩個電極。
(2)電解質溶液,一般能與較活潑金屬自發地進行氧化還原反應。
(3)形成閉合回路。
原電池中鹽橋的作用:
鹽橋中的鹽溶液是電解質溶液(通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液),能使兩燒杯中的溶液連成一個通路。通過鹽橋中陰、陽離子的定向移動(陽離子移向正極,陰離子移向負極)維持兩個半電池的電中性,以使原電池連續工作。鹽橋將氧化還原反應的兩個半反應隔開進行,能提高原電池的工作效率,減緩電流衰減。
相關高中化學知識點:原電池原理
原電池:
1.定義:將化學能轉化為電能的裝置。
2.工作原理:
以銅-鋅原電池為例

(1)裝置圖:

(2)原理圖:

3.實質:化學能轉化為電能。
4.構成前提:能自發地發生氧化還原反應。
5.電極反應:
負極:失去電子;氧化反應;流出電子
正極:得到電子;氧化反應;流入電子
6.原電池正負極判斷的方法:
①由組成原電池的兩級材料判斷,一般是活潑金屬為負極,活潑性較弱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,電流是由正極流向負極,電子流動方向是由負極流向正極。
③根據原電池里電解質溶液內離子的定向移動方向,在原電池的電解質溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。
④根據原電池兩級發生的變化來判斷,原電池的負極總是失電子發生氧化反應,正極總是得電子發生還原反應。
⑤X極增重或減重:X極質量增加,說明溶液中的陽離子在X極(正極)放電,反之,X極質量減少,說明X極金屬溶解,X極為負極。
⑥X極有氣泡冒出:發生可析出氫氣的反應,說明X極為正極。
⑦X極負極pH變化:析氫或吸氧的電極發生反應后,均能使該電極附近電解質溶液的pH增大,X極附近的pH增大,說明X極為正極。
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定向流動,電性趨向平衡的閉合電路。
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