n2的甲醛水溶液液呈什么性

在NH4,H2,N2,O2,SO2,NO2,CI2.中比空气密度小的是有刺激性气味的是水溶液呈碱性的是能有排水法收集的是能与水反应,且在反应中既做氧化剂又做还原剂的是_百度作业帮
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在NH4,H2,N2,O2,SO2,NO2,CI2.中比空气密度小的是有刺激性气味的是水溶液呈碱性的是能有排水法收集的是能与水反应,且在反应中既做氧化剂又做还原剂的是
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空气的平均相对原子质量为29所以比空气密度小的是NH3,H2,N2有刺激性气味的是NH3,SO2,NO2,Cl2水溶液呈碱性的是NH3(溶于水生成了一水合氨,显碱性)能用排水法收集的是H2,N2,O2能与水反应,且在反应中既做氧化剂又做还原剂的是NO2,Cl23NO2+H2O==2HNO3+NO Cl2+H2O=HCl+HClOC试题分析:A、O2发生还原反应,而N2不参加负极反应,错误;B、氨气溶于水,H2O2分解产生大量O2,错误;C、Mg比Al易与稀硫酸反应,则①中Mg是负极,Al才能与NaOH溶液反应,则②中Al是负极,正确;D、硝酸具有挥发性,因此不能证明非金属性N&C&Si,错误。
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科目:高中化学
来源:不详
题型:单选题
下列能达到实验目的的是&&A.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体B.用饱和食盐水除去Cl2中混有的少量HCl 气体C.用稀盐酸除去铁粉中混有的少量铜粉D.配制一定浓度的氯化钾溶液1000 mL,准确称取氯化钾固体,放入到1000mL的容量瓶中,加水溶解,振荡摇匀,定容
科目:高中化学
来源:不详
题型:单选题
用NaOH固体配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列操作中正确的是A.称量时,将固体NaOH直接放在天平右盘上B.将称量好的固体NaOH放入容量瓶中,加蒸馏水溶解C.定容时如果加水超过了刻度线,用胶头滴管直接吸出多余部分D.将烧杯中溶解固体NaOH所得溶液,冷却到室温后转移至容量瓶中
科目:高中化学
来源:不详
题型:填空题
实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:(1)已知滤液B的主要成份是硝酸铵,则酸X为_______(填名称,下同),A物质为_______。(2)检验操作II后溶液中是否还含铁离子的试剂是&&&&&&&&&&&&&(填化学式),如果有则观察到的现象是____________。(3)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(4) CaO2可作供氧剂,写出CaO2与水反应的化学方程式:____________。(5)CaO2中一般含CaO,某探究小组按下列过程测量CaO2含量:首先称取0.80g样品,然后将样品溶于100mL 1.0mol/L的盐酸中,收集到的气体在标准状况下的体积为112mL,则该样品中CaO2含量为___________。(6)要配制100mL 1.0mol/L的盐酸,需要12.5mol/L盐酸的体积为______mL;配制该溶液时,除用到量筒、烧杯、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器和用品有______________。
科目:高中化学
来源:不详
题型:填空题
加碘食盐中含有的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业生产碘酸钾的流程如下:(1)步骤②中氢氧化钾的主要作用是&&&&&。(2)参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,可经过&&&&、过滤、洗涤、干燥等步骤。 温度/℃20406080KIO3/100g水8.0812.618.324.8&(3)已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O;& I2+2S2O32-=2I-+S4O62-为了测定加碘食盐中碘的含量,某学生设计了如下实验:准确称取wg食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;再用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;最后加入指示剂,以物质的量浓度为2.00×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗10.00mL时恰好反应完全。在滴定过程中,所用的玻璃仪器为 &&&&&&、&&&&&。该实验可以用&&&&&作指示剂,滴定终点的现象是&&&&&。③ 下列有关该滴定实验的说法不正确的是&&&&&。A.滴定管在使用前必须检查是否漏水并润洗&&&&&&&&&&&&&& B.滴定时眼睛注视滴定管内溶液液面变化C.为减小实验误差,可用少量的蒸馏水冲洗锥形瓶内壁&&&& D.终点读数时俯视会导致碘的含量偏低④加碘食盐样品中的碘元素含量是&&&&&&g·kg-1(以含w的代数式表示)。
科目:高中化学
来源:不详
题型:单选题
下列操作不能达到实验目的的是&目的操作A在溶液中将MnO4-完全转化为Mn2+向酸性KMnO4溶液中滴加溶液至紫色消失B除去KNO3中少量NaCl将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤C配制980mL0.1mol/LCuSO4溶液将25.0gCuSO4·5H2O溶于水配制成1L溶液D确定蔗糖是否水解取水解液滴加少量新制的Cu(OH)2悬浊液,加热&
科目:高中化学
来源:不详
题型:实验题
高锰酸钾是一种重要的化学试剂,其溶液不很稳定,在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气,在中性或弱碱性溶液中分解速度很慢,见光分解速度加快。(1)酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(2)请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:______MnO4—&+______C2O42—+______H+=______Mn2++______CO2↑+____________(3)某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程,将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中(温度相同,并不断振荡时),记录的现象如下表:滴入高锰酸钾溶液的次序(每滴溶液的体积相同)高锰酸钾溶液紫色褪去的时间先滴入第1滴1min褪色后再滴入第2滴15s褪色后再滴入第3滴3s褪色后再滴入第4滴1s&请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因&&&&&&&&&&。(4)该学习小组在获取了上述经验和结论以后,用稳定的物质草酸钠Na2C2O4(相对分子质量134.0)来标定高锰酸钾溶液的浓度。他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液,每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定。①高锰酸钾溶液应装在&&&&&&&&&&&&&(填下图中的仪器编号)。②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差,滴定时应注意的是&&&&&&&&&&&&&。③若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测KMnO4浓度偏低的是&&&&&&&&&&&&&&。A.未润洗盛放KMnO4的滴定管B.滴定前尖嘴部分无气泡,滴定终点时出现气泡C.定容时,俯视刻度线D.锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色,消耗KMnO4溶液20.00mL(多次测定的平均值),则KMnO4溶液的浓度为&&&&&&&&&&&&&&&&&。
科目:高中化学
来源:不详
题型:单选题
实验室需用500mL 0.1mol? L-1NaOH溶液,下列有关配制该溶液的说法中不正确的是A.应选用500mL的容量瓶B.应称取2.0g NaOH固体C.将称量的NaOH固体置于烧杯中用适量水溶解D.将溶解的NaOH溶液直接注入容量瓶中,再加入蒸馏水至刻度线
科目:高中化学
来源:不详
题型:单选题
下列有关实验操作正确的是A.用过滤法分离氢氧化铁胶体和三氯化铁溶液的混合物B.用容量瓶配制溶液,定容后摇匀液面下降,再加蒸馏水至刻度线C.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏大D.将金属钠投入到足量CuSO4溶液中,静置后溶液质量增加能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的一组物质是A.乙烷 乙炔 B.CO2和CH4C.O2和N2 D.Na2SO4和NaNO3_百度作业帮
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能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的一组物质是A.乙烷 乙炔 B.CO2和CH4C.O2和N2 D.Na2SO4和NaNO3
能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的一组物质是A.乙烷 乙炔 B.CO2和CH4C.O2和N2 D.Na2SO4和NaNO3
只能选A咯 乙炔能使酸性高锰酸钾褪色 而乙烷不能
A 炭炭3键能使KMNO4(H )褪当前位置:
>>>根据Fe3++Ag?Fe2++Ag+,可用Fe3+的盐溶液做刻蚀液将试管中的银镜..
根据Fe3++Ag?Fe2++Ag+,可用Fe3+的盐溶液做刻蚀液将试管中的银镜洗去.(1)FeCl3溶液显酸性,原因是______(用离子方程式表示).(2)关于FeCl3溶液洗银后的相关叙述正确的是______(填序号).a.c(Fe3+)减小    b.&c(Cl-)不变   c.铁元素质量减小(3)Fe(NO3)3溶液洗银时,甲同学认为NO3-也能将银氧化.他认为可以通过检验Fe(NO3)3溶液洗银后NO3-的还原产物来判断NO3-是否能将银氧化,而乙同学认为此方法不______可行,乙同学的理由是______.(4)乙同学欲从洗银废液(Fe3+、Fe2+、Ag+、NO3-)中回收银和刻蚀液,设计了如下路线:①过程Ⅰ中反应的离子方程式是______.②过程Ⅱ中加入的试剂可以是______.(5)镀银后的银氨溶液放置时会析出有强爆炸性的物质,所以不能贮存.从银氨溶液中回收银的方法是:向银氨溶液中加入过量盐酸,过滤,向沉淀AgCl中加入羟氨(NH2OH),充分反应后可得银,羟氨被氧化为N2.①生成AgCl沉淀的化学方程式是______.②若该反应中消耗3.3g羟氨,理论上可得银的质量为______g.
题型:问答题难度:中档来源:东城区二模
(1)FeCl3溶液显酸性是因为铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子;反应的离子方程式为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;故答案为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;(2)FeCl3溶液洗银,发生反应为:Fe3++Ag?Fe2++Ag+,a.c(Fe3+)减小 故a符合;   b. c(Cl-)不变,故b不符合;   c.铁元素存在形式不同但质量不会减小,故c不符合;故答案为:a;(3)通过检验Fe(NO3)3溶液洗银后NO3-的还原产物来判断NO3-是否能将银氧化,需要在酸溶液中,亚铁离子也会反应;故答案为:酸性条件下NO3-也可能与Fe2+发生氧化还原反应;(4)①洗银废液(Fe3+、Fe2+、Ag+、NO3-)中回收银和刻蚀液需要先加入过量铁还原Fe3+、Ag+;反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+Fe+2Ag+=Fe2++2Ag;故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+Fe+2Ag+=Fe2++2Ag;②过程Ⅱ中加入的试剂是溶解过量的铁,可以用稀盐酸或稀硫酸;故答案为:稀盐酸或稀硫酸;(5)①银氨溶液中加入过量盐酸生成氯化银,同时生成氯化铵和水,反应的化学方程式为:Ag(NH3)2OH+3HCl=AgCl↓+2NH4Cl+H2O;故答案为:Ag(NH3)2OH+3HCl=AgCl↓+2NH4Cl+H2O;②向沉淀AgCl中加入羟氨(NH2OH),充分反应后可得银,羟氨被氧化为N2.反应为:2AgCl+2NH2OH=N2↑+2Ag+2H2O+2HCl,反应中消耗3.3g羟氨物质的量=3.3g33g/mol=0.1mol;生成银物质的量为0.1mol,质量为10.8g;故答案为:10.8;
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据魔方格专家权威分析,试题“根据Fe3++Ag?Fe2++Ag+,可用Fe3+的盐溶液做刻蚀液将试管中的银镜..”主要考查你对&&盐类水解判断溶液酸碱性或比较溶液pH值的大小,物质的分离,离子的检验&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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盐类水解判断溶液酸碱性或比较溶液pH值的大小物质的分离离子的检验
盐类水解原理的应用:(1)盐水解的规律: ①谁弱谁水解,谁强显谁性,越弱越水解,都弱都水解,无弱不水解 ②多元弱酸根、正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大得多,故可只考虑第一步水解 (2)具体分析一下几种情况: ①强碱弱酸的正盐:弱酸的阴离子发生水解,水解显碱性;如:Na2CO3、NaAc等 ②强酸弱碱的正盐:弱碱的阳离子发生水解,水解显酸性;如:NH4Cl、FeCl3、CuCl2等; ③强酸强碱的正盐,不发生水解;如:Na2SO4、NaCl、KNO3等; ④弱酸弱碱的正盐:弱酸的阴离子和弱碱的阳离子都发生水解,溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱,谁强显谁性; ⑤强酸的酸式盐只电离不水解,溶液显酸性,如:NaHSO4;而弱酸的酸式盐,既电离又水解,此时必须考虑其电离和水解程度的相对大小:若电离程度大于水解程度,则溶液显酸性,如:NaHSO3、NaH2PO4;若水解程度大于电离程度,则溶液显碱性,如:NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等。 (3)几种盐溶液pH大小的比较强酸强碱盐pH=7、强碱弱酸盐pH&7、强酸弱碱盐pH&7根据其相应的酸的酸性大小来比较,盐溶液对应的酸的酸性越强,其盐溶液的pH越小如:HClO酸性小于H2CO3,溶液pH NaClO&Na2CO3 酸式盐溶液酸碱性的判断:
酸式盐的水溶液显什么性,要看该盐的组成微粒。 1.强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性。如溶液: 2.弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。 (1)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性。例如溶液中:溶液显碱性。NaHS溶液、Na2HPO4溶液亦显碱性 (2)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。例如溶液中:溶液显酸性溶液亦显酸性。盐溶液蒸干后所得物质的判断:&1.考虑盐是否分解。如加热蒸干溶液,因分解,所得固体应是2.考虑氧化还原反应。如加热蒸干溶液,因易被氧化,所得固体应是3.盐水解生成挥发性酸时,蒸干后一般得到弱碱,如蒸干溶液,得盐水解生成不挥发性酸时,蒸干后一般仍为原物质,如蒸干溶液,得4.盐水解生成强碱时,蒸干后一般得到原物质,如蒸干溶液,得到等。 5.有时要多方面考虑,如加热蒸干溶液时,既要考虑水解,又要考虑的分解,所得固体为分离与提纯的原则和要求:(1)选择分离与提纯方法应遵循的原则 ①不增:指不能引入新的杂质。 ②不减:指应尽可能减少被分离与提纯的物质的损失。 ③易分离:指如果使用试剂除去杂质时,要求反应后的产物跟被提纯的物质容易分离。 ④易复原:指分离物或被提纯的物质都要容易复原。 (2)分离与提纯操作过程应遵循“三必须” ①除杂质试剂必须过量;②过量试剂必须除尽(因过量试剂会带人新的杂质);③除杂途径必须选最佳。常见的分离与提纯的方法:
(1)物质分离与提纯常用的物理方法
(2)物质分离与提纯常用的化学方法:①加热法混合物中混有某些热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出来。例如:食盐中混有氯化铵、纯碱中混有小苏打等均可直接加热除去杂质。 ②沉淀法在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新杂质,若使用多种试剂将溶液中不同粒子逐步沉淀时,应注意后加入试剂能将先加入的过量试剂除去,最后加入的试剂不引入新杂质。例如:加入适量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。 ③转化法利用化学反应将某种物质进行多次转化而分离。例如:分离Fe3+和Al3+时,可加入过量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3和NaAlO2,过滤后,分别再加盐酸重新生成Fe3+和Al3+。注意转化过程中尽量减少被分离物质的损失.而且转化后的物质要易恢复为原物质。 ④酸碱法被提纯物质不与酸或碱反应,而杂质可与酸或碱发生反应,可用酸或碱作除杂试剂。例如:用盐酸除去 SiO2中的石灰石,用氢氧化钠除去铁粉中的铝粉。 ⑤氧化还原法 a.对混合物中混有的还原性杂质,可加入适当的氧化剂将杂质氧化为被提纯物质。例如:将氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中,除去FeCl2杂质。 b.对混合物中混有的氧化性杂质,可加入适当还原剂将杂质还原为被提纯物质。例如:将过量铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,振荡过滤,除去FeCl3 杂质。 ⑥调节pH法通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般加入相应的难溶或微溶物来调节。例如:在CaCl2溶液中含有FeCl3杂质,由于 Fe3+水解,溶液呈酸性,可采用调节溶液pH的方法将 Fe3+沉淀除去,为此,可向溶液中加氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙等。 ⑦电解法此法利用电解原理来分离、提纯物质。例如:电解精炼铜,将粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液为含铜离子的溶液,通直流电,在阳极铜及比铜活泼的杂质金属失电子,在阴极只有铜离子得电子析出,从而提纯了铜。离子的检验:(1)焰色反应:Na+:黄色;K+:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);Ca2+:砖红色; (2)H+:H+酸性。遇紫色石蕊试液变红,遇湿润蓝色石蕊试纸变红; (3)NH4+:在试液中加强碱(NaOH)加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;NH4++OH-NH3↑+H2O;NH3+H2ONH3?H2ONH4++OH- (4)Fe3+:①通KSCN或NH4SCN溶液呈血红色:Fe3++SCN-==[Fe(SCN)]2+;②通NaOH溶液红褐色沉淀:Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓ (5)Fe2+:①遇NaOH溶液生成白色沉淀在空气中迅速转化成灰绿色最后变成红褐色沉淀:Fe3++2OH-=Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3; ②试液中加KSCN少量无明显变化再加氯水出现血红色: 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-;Fe3++SCN-==[Fe(SCN)]2+ (6)Mg2+:遇NaOH溶液有白色沉淀生成,NaOH过量沉淀不溶解:Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,但该沉淀能溶于NH4Cl溶液; (7)Al3+:遇NaOH溶液(适量)有白色沉淀生成,NaOH溶液过量沉淀溶解:Al3++3OH-==Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O (8)Cu2+:遇NaOH溶液有蓝色沉淀生成,加强热变黑色沉淀:Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓;Cu(OH)2CuO+H2O (9)Ba2+:遇稀H2SO4或硫酸盐溶液有白色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ba2++SO42-==BaSO4↓ (10)Ag+: ①加NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀迅速转变为棕色沉淀溶于氨水Ag++OH-==AgOH↓;2AgOH==Ag2O+H2O;AgOH+2NH3?H2O==[Ag(NO3)2]OH+2H2O ②加稀HCl或可溶性氧化物溶液再加稀HNO3生成白色沉淀:Ag++Cl-==AgCl↓ (11)OH-:OH-碱性:①遇紫色石蕊试液变蓝;②遇酚酞试液变红;③遇湿润红色石蕊试纸变蓝; (12)Cl-:遇AgNO3溶液有白色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++Cl-=AgCl↓ (13)Br-:加AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++Br-=AgBr↓ (14)I-: ①加AgNO3溶液有黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++I-=AgI↓;②加少量新制氯水后再加淀粉溶液显蓝色:2I-+Cl2=I2+2Cl-;I2遇淀粉变蓝 (15)S2-:①加强酸(非强氧化性)生成无色臭鸡蛋气味气体:S2-+2H+=H2S↑;②遇Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb试液生成黑色沉淀,遇CuSO4试液产生黑色沉淀:Pb2++S2-=PbS↓;Cu2++S2-=CuS↓ (16)SO42-:加可溶性钡盐[BaCl2或Ba(NO3)2]溶液有白色沉淀生成后再加稀HCl或稀HNO3沉淀不溶解:Ba2++SO42-=BaSO4↓ (17)SO32-:加强酸(H2SO4或HCl)把产生气体通入品红溶液中,品红溶液褪色:SO32-+2H+=H2O+SO2↑ SO2使品红溶液褪色 (18)CO32-:加稀HCl产生气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊:CO32-+2H+=H2O+CO2↑;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O (19)HCO3-:取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味、使澄清石灰水变浑浊的气体;或向HCO3-溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。 (20)NO3-:浓缩试液加稀硫酸和铜片加热有红棕色气体产生,溶液变成蓝色: Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O (21)PO43-:加AgNO3溶液产生黄色沉淀,再加稀HNO3沉淀溶解:3Ag++PO43-=Ag3PO4↓;Ag3PO4溶于稀HNO3酸。
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24432114065621356814185510055174358原电池_百度百科
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是利用两个电极的电极电势的不同,产生,从而使电子流动,产生电流。又称非蓄电池,是电化学电池的一种。其电化学反应不能逆转,即是只能将转换为电能。简单说就即是不能重新储存电力,与蓄电池相对。外文名Primary Cell原&&&&理氧化还原反应利用性质电极之间电极电势差发明时期18世纪末期种&&&&类干电池、燃料电池等
原电池的发明历史可追溯到18世纪末期,当时丹尼尔电池示意图意大利生物学家正在进行著名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的认为这是金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间产生的电流刺激造成的。1800年,伏打据此设计出了被称为的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。1836年,发明了世界上第一个实用电池,并用于早期铁路信号灯。原电池是将转变成的装置。
(所以,根据定义,普通的、非蓄电池都可以称为原电池。)原电池的工作原理属于放热的,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负原电池的工作原理[1]极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成和之间电子的转移。两极之间溶液中的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。1.电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
2.电解质存在。
3.两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
4.发生的反应是自发的氧化还原反应。
只要具备前三个条件就可构成原电池。而因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说,必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提:总反应为自发的氧化还原反应。a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;
b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;
c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;
d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
电解液的选择:负极材料一般要能与电解液自行发生氧化还原反应。通常情况下,在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,此为原电池的负极;若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变,该电极发生还原反应,此为原电池的正极。[2]
负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。
电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。负极:电子流出的一极;化合价升高的一极;发生氧化反应的一极;活泼性相对较强(有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响)金属的一极。
正极:电子流入的一极;化合价降低的一极;发生还原反应的一极;相对不活泼(有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响)的金属或其它导体的一极。
在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。先分析有无外接电路,有外接电源的为,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:
看回路——形成闭合回路或两极直接接触;
看本质——有无氧化还原反应。
2.多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。离子不上岸,电子不下水。1.直接转换成电能输出的装置。又称。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差,放完电后,不能重复使用,故又称。它通常由正、负电极、、隔离物和壳体构成,可制成各种形状和不同尺寸,使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门原电池,并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按(如锌、镉、镁、锂等)和活性物质(如锰、汞、、氟化碳等)分为锌锰电池、、、、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产量最大,常按分为氯化铵型和型,并按其分为糊式电池和低极电池。以为的锌锰电池,由于其负极(锌)的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类,称为,简称碱锰电池,俗称碱性电池。
2.金属的腐蚀与防护
①改变金属内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)
②在金属表面覆盖保护层
a、在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。
b、用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属。
c、用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。(表面钝化)
③电化学保护法
a外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)
b牺牲阳极的阴极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接)
3.判断金属的活泼性[2]
4.加快反应速率[2]原电原电池池的组成用图示表达,未免过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定:
1. 一般把负极(如Zn棒与Zn2+离子溶液)写在电池符号表示式的左边,正极(如Cu棒与Cu2+离子溶液)写在电池符号表示式的右边。
2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/L),若为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的温度。如不写出,则温度为298.15K,为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L。
3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,”隔开。
4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体(如原电池铂或石墨等)做电极导体。其中,导体不参与,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为“惰性”电极。
按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:
(-)Zn(s)∣Zn2+ (C)‖Cu2+ (C)∣ Cu(s) (+)
理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应:
Cl2+ 2H- ═ 2Cl- +H2此反应可分解为两个半电池反应:
负极:2H- ═ H2+ 2e-(氧化反应)
正极:Cl2+2e- ═ 2Cl-(还原反应)
该原电池的符号为:
(-)Pt∣ I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣C2(PCL2) ∣Pt(+)常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及等。锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌-锰电池以锌为负极,以为。按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型:
(1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。
电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 │C(石墨)(+)
总电池反应: Zn+2NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+Mn2O3+H2O
(2) 锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出。与铵原电池型电池相比锌型电池长时间不产生水,因此电池不易。
电池符号:(-) Zn│ZnCl2│MnO2 (+)
总电池反应(长时间放电):
Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4
(3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。
电池符号:(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
总电池反应: Zn+2H2O+MnO2=Mn(OH)2+Zn(OH)2
锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.5-1.8V ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。用于手电筒照明时,典型终止为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。锂的最负最小,良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—电池。Li—(CF)n的开路电压为3.3V,为480W·h·L-1,工作温度在-55~70℃间,在20℃下可贮存10年之久!它们都是研制的新产品,主要用于军事、空间技术等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。
锂电池与锂离子电池不同。前者是一次电池,后者可反复充电。电压约3V,电池容量及输出的电池极高,可以存放十年仍有相当电力,但价钱较贵。
其他的一次性电池包括有锌电池、锌空电池、锌汞电池、水银电池、氢氧电池和镁锰电池。[3]
原电池与二次充电电池的主要区别在于原电池只能使用一次,不能进行充电后重复使用。常用原电池有锌-锰干电池(碱性电池)、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂原电池等。
几种常见锂原电池性能比较
 锂铁电池
碱性锌锰电池
比能量(mAh/g)
自放电率/年
适用温度(℃)
便携类电子产品
电子产品、玩具、钟表
安防、RFID、电子产品
智能仪表、军用、汽车电子
通过对比发现,锂亚电池性能优异,在所有可以实际使用的化学电源中具有较高的比容量和比能量,目前智能电表是国内锂亚电池的最大应用领域,但实际上其潜在可应用领域十分广泛,市场远未饱和,可重点关注锂亚电池在胎压监测系统、ETC收费系统、航天军事、安防等重点领域需求的持续增长。[4]燃料电池是一种不经燃烧,将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置,它和其他电池中的氧化还原反应一样,都是自发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能的一种电池。所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其的书写同样是有规律可循的。一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
现以氢氧燃料电池为例进行说明:
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,电解质溶液通常选用KOH。在上氢气失去电子变成 H+进入溶液,H+又与溶液中的OH-继续反应生成H2O,因此在负极发生的反应为H2 – 2e- = 2H+ ,H+ + OH- = H2O,所以:
负极的电极反应式为:2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O;
正极是O2得到电子,即:O2 + 4e- = 2O2- ,O2-在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-,即:O2- + H2O = 2OH- ,因此:
正极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 。
总反应为:2H2 + O2 = 2H2O。
注意:若在酸性条件下,
负极反应式为:2H2 -4e- = 4H+
正极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(O2 + 4e- = 2O2- ,2O2- + 4H+ = 2H2O)
总反应为:2H2 + O2 = 2H2O。定义
金属在酸性较强的溶液里放出氢气的电化学的腐蚀叫做。
在钢铁制品中一般都含有石墨(C)或碳化铁(Fe3C)。在潮湿空气中,钢铁表面会吸附而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳或二氧化硫后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多:
CO2+H2O←→H2CO3←→H++HCO3-
SO2+H2O←→H2SO3←→H++HSO3-
于是就产生了无数个以铁为负极、碳或碳化铁为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。
负极(铁):铁被氧化Fe-2e-=Fe2+
正极(碳或碳化铁):溶液中的H+被还原2H++2e-=H2↑
最后氢气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀。定义
金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀,叫。
负极(铁):2Fe-4e-=2Fe2+
正极(碳或碳化铁):2H2O+O2+4e-=4OH-
吸氧腐蚀的必要条件
发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低。
氧的阴极还原过程及其过电位
吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行,氧不断消耗,只有来自空气中的氧进行补充。因此,氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生,这一过程包括一系列步骤。
1.氧穿过空气/溶液界面进入溶液;
2.在溶液对流作用下,氧迁移到阴极表面附近;
3. 在扩散层范围内,氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面;
4.在阴极表面氧分子发生还原反应,也叫氧的离子化反应。
吸氧腐蚀的控制过程及特点
金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活性溶解,腐蚀过程处于阴极控制之下。氧腐蚀速度主要取决于溶解氧向表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此,可粗略地将氧腐蚀分为三种情况。
1.如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。
2.如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不论氧的传输速度大小,阴极过程将由氧去极化和氢离子去极化两个反应共同组成。
3.如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活性溶解状态,而氧的传输速度又有限,则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。
扩散控制的腐蚀过程中,由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度,因而在一定范围内,腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。
扩散控制的腐蚀过程中,金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加,对腐蚀速度的增加只起很小的作用。比 较 项 目
析 氢 腐 蚀
吸 氧 腐 蚀
去极化剂性质
带电氢离子,迁移速度和扩散能力都很大
中性氧分子,只能靠扩散和对流传输
去极化剂浓度
浓度大,酸性溶液中H+放电
中性或碱性溶液中H2O作去极化剂 浓度不大,其溶解度通常随温度升高和盐浓度增大而减小
负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的,则进行进一步的反应。例:中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-。
特殊情况:Mg-Al-NaOH,极。负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;:2H2O+2e-==H2↑+2OH-
Cu-Al-HNO3,Cu作负极。
注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2
无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
pH变化规律
电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。切记,电极周围只要消耗OH-,PH就减小,不会受“原电池中OH-()向移动”的影响。
溶液:若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小(增大);若总反应的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。1.Cu─H2SO4─Zn原电池
正极:2H+ +2e- →H2↑
负极:Zn-2e- →Zn2+
总反应式:Zn+2H+==Zn2++H2↑
2.Cu─FeCl3─C原电池
正极:2Fe3+ + 2e- →2Fe2+
负极:Cu-2e- →Cu2+
总反应式:2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+
3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极:O2+2H2O+4e- →4OH-
负极:2Fe-4e-→2Fe2+
总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
4.氢氧燃料电池(碱性介质)
正极:O2+2H2O+4e- →4OH-
负极:2H2-4e- +4OH- →4H2O
总反应式:2H2+O2==2H2O
5.氢氧燃料电池(酸性介质)
正极:O2+4H+ + 4e-→2H2O
负极:2H2-4e- →4H+
总反应式:2H2+O2=2H2O
6.氢氧燃料电池(中性介质)
正极:O2+2H2O+4e- → 4OH-
负极:2H2-4e- →4H+
总反应式:2H2+O2=2H2O
7.铅蓄电池(放电)
正极 (PbO2) :
PbO2+2e- +SO42- +4H+ →PbSO4+2H2O
负极 (Pb) :Pb-2e- +SO42- →PbSO4
总反应式:
Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O
8.Al─NaOH─Mg原电池
正极:6H2O+6e- →3H2↑+6OH-
负极:2Al-6e- +8OH- →2AlO2-+4H2O
总反应式:2Al+2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑
9.CH4燃料电池(碱性介质)
正极:2O2+4H2O+8e- →8OH-
负极:CH4-8e- +10OH- →CO32-+7H2O
总反应式:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
10.熔融碳酸盐燃料电池
(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):
正极:O2+2CO2+4e- →2CO32-(持续补充CO2气体)
负极:2CO+2CO32--4e- →4CO2
总反应式:2CO+O2=2CO2
11.银锌纽扣电池(碱性介质)
正极 (Ag2O) :Ag2O+H2O+2e- →2Ag+2OH-
负极 (Zn) :Zn+2OH--2e- →ZnO+H2O
总反应式:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag
12. 碱性锌锰电池(KOH介质)
正极(MnO2):2MnO2+2H2O+2e- →2MnOOH+2OH-
负极(Zn):Zn+2OH--2e- →Zn(OH)2
总反应式:Zn+2MnO2+2H2O→2MnOOH+Zn(OH)2
蓄电池 蓄电池在放电过程中属于原电池反应。这类都有电解质溶液参与,如果能分析清楚电解质溶液是否参与电极反应,那么的和的电极反应式的书写就可迎刃而解了。
现以铅酸蓄电池为例来分析电极反应式的书写方法。
铅酸蓄电池的总反应为:Pb+ PbO2+H2SO4=2PbSO4+2H2O
根据原电池的工作原理分析,负极失去电子发生氧化反应,可知:
Pb–2e-=Pb2+ ①,生成的Pb2+进入电解质溶液中,Pb2+ 与溶液中的SO42-不能共存,要继续反应生成PbSO4,即:Pb2++SO42-=PbSO4 ②,因此在原电池的负极反应式为①+②即:Pb–2e-+SO42-=PbSO4 ;正极是得电子发生还原反应的一极,则有:PbO2+2e-=Pb2++2O2- ①,Pb2+和O2-进入溶液中,由于电解质溶液是H2SO4溶液,O2-在酸性环境中,不能单独存在,可供O2-结合的微粒有H+和H2O,O2-在酸性环境中优先结合H+生成H2O,这样在正极发生的反应有:4H++2O2-=2H2O②;Pb2++SO42-=PbSO4③根据以上分析可知正极反应式为①+②+③即:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O。(注意:在中应遵循和;在反应式与反应式相加求总反应时要注意得失要相等。)
再如:Ag—Zn高能电池(钮扣电池)由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。总反应为:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
根据原电池原理可知:Zn做负,Ag2O做正极,电解质溶液为KOH溶液。极失去电子发生,则负极反应为:Zn–2e-=Zn2+,Zn2+进入溶液后又与溶液中的OH-反应Zn2++2OH-=Zn(OH)2。
所以负极反应为:Zn–2e-+2OH-=Zn(OH)2;
正极为Ag2O得到电子发生还原反应,即Ag2O+2e-=2Ag+O2-;
O2-在中性或碱性环境中也不能单独存在,只能结合H2O生成OH-,故在中性或碱性条件下O2-+H2O=2OH-,所以正极反应式为:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。如Cu-Zn原电池中以KCl溶液做电解质
KCl在这个装置中称为盐桥。
盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】,将两个烧杯形成闭合回路,否则就相当于断开,而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。
锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极Cu,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。
【溶液中是靠硫酸铜和硫酸锌自己的离子导电,他们自已各担其职】
还有以含有离子的琼脂块作盐桥的,应用很广泛。俗称,电压约1.5V,售价最平,但电池容量较低,能输出的电池也较低,几乎被碱锰电池所取代,唯独是不会在长期存放后漏出有害腐蚀液体,所以仍被使用于低用电量同时需长期使用的装置,例如钟、红外线摇控等。为了增加正极的导电性,一般会以粉末状碳和二氧化锰围绕碳棒作正极,所以又称为锌锰电池电池。电解质一般采用氯化铵,当中也有为了容量或输出电流而改用氯化锌为电解质(通常标示为“Heavy Duty”)。电压约1.5V,电池容量及输出的电压较锌锰电池高,但不及镍氢电池,长期存放后漏出有害腐蚀液体。为安全使用和处理原电池,日,中国国家标准化管理委员会(SAC)发布了国家标准《民用原电池安全通用要求》。本标准规定了民用原电池的分类、安全性能要求、标志、电池选购、使用、更换和处理指南、电器具的电池舱安全设计指南。
本标准适用于民用的各类水溶液电解质原电池(碱性和非碱性锌-二氧化锰电池、锌-氧化银电池、锌-羟基氧化镍电池、碱性和中性锌-空气电池)以及各类锂原电池(锂-氟化碳电池、锂-二氧化锰电池、锂-亚硫酰氯电池、锂-二硫化铁电池、锂-二氧化硫和锂-氧化铜电池等)的生产、检测和验收。[5]
可逆原电池即放电后能充电反复使用 要求两极的电极反应均为可逆反应。
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