如何將化學(xué)反應(yīng)設(shè)計成電池根據(jù)元素氧化數(shù)的變化確

1、如何將化學(xué)反應(yīng)設(shè)計成電池（1）根據(jù)元素氧化數(shù)的變化，確定氧化-還原對(必要時可在方程式兩邊加同一物質(zhì)）；（2）由氧化-還原對確定可逆電極，確定電解質(zhì)溶液，設(shè)計成可逆電池（雙液電池必須加鹽橋）；（3）檢查所設(shè)計電池反應(yīng)是否與原反應(yīng)吻合。6 可逆電池電動勢的計算1Zn(s)+H2SO4(aq)H2(p)+ZnSO4(aq)（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：(-) Zn(s) Zn2+2e-正極發(fā)生還原反應(yīng)：(+) 2H+2e-H2(p)（2）負(fù)極為Zn(s) |Zn2+ (a1)，電解質(zhì)為ZnSO4;正極為H2(p),Pt |H+(a2)，電解質(zhì)為H2SO4。按連接順序，電池表示式為： Zn(s)|ZnSO

2、4|H2SO4|H2(p),Pt（3）復(fù)核此電池表示式對應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)與題給完全相同。2AgCl(s)Ag+Cl-(1)所給反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，必須在方程式的兩邊加入同樣的物質(zhì)構(gòu)成氧化還原對，可以在兩邊同時加入Ag(s)，(當(dāng)然也可加入Cl2(p)）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：(-) Ag(s) Ag+(a1)+e-正極發(fā)生還原反應(yīng)：(+)AgCl(s)+e-Ag(s)+0.5Cl2(p)(2)負(fù)極為Ag(s) |Ag+ (a1)，電解質(zhì)為AgNO3;正極為AgCl(s),Ag(s) |Cl- (a2)，電解質(zhì)為HCl。按連接順序，電池表示式為： Ag(s)|Ag+(a1)|HCl(a2)|AgCl(

3、s)|Ag(s) (3)復(fù)核此電池表示式對應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng),與題給相同。3（1）若已確定反應(yīng)方向，則按規(guī)定的反應(yīng)方向?qū)?，并用單箭頭表示反應(yīng)方向；若未確定方向，則電極反應(yīng)寫成還原反應(yīng)并用雙箭頭表示可逆。 （2）兩個電極反應(yīng)的電荷數(shù)應(yīng)相同（3）反應(yīng)式中不要出現(xiàn)電池表示式中沒有的物質(zhì)（但可有H2O). （4）不要輕易將離子合并成分子。書寫電極和電池反應(yīng)的幾條原則：4化學(xué)電池電動勢的計算基本步驟：（1）寫出電池反應(yīng)的方程式；（2）代入Nernst公式計算；（3）單獨離子活度用平均活度代替， (雙液電池的電動勢不能準(zhǔn)確計算)。5 (1)單液化學(xué)電池 H2(g,p)H2SO4(a)PbSO4(s)PbH2(

4、g) + PbSO4 (s)2H+ + SO42- + Pb(s)6(2) 雙液化學(xué)電池ZnZn2+Cu2+CuZn + Cu2+ Cu + Zn2+計算過程中a+， a-，均用兩種電解質(zhì)溶液各自的 a替代，這會引入一定的誤差，因此雙液電池的電動勢不能準(zhǔn)確計算。7濃差電池電動勢的計算(1) 電極濃差電池負(fù)極: H2(p1) 2 H+ + 2e-正極: 2 H+ + 2e- H2(p2)H2(p1) H2(p2)p1 p2 , E 0p1 p2 , E p2 , E 0p1 09(2) 電解質(zhì)濃差電池AgAgCl(s)HCl(a1)HCl(a2)AgCl(s)Ag Cl- (a1) Cl- (a

5、2)負(fù)極: Ag + Cl- (a1) AgCl + e-正極: AgCl + e- Ag + Cl- (a2)陰離子轉(zhuǎn)移10Ag(s)Ag+(a1)Ag+(a2)Ag(s) Ag+ (a2) Ag+ (a1)負(fù)極: Ag Ag+ (a1) + e-正極: Ag+ (a2) + e- Ag陽離子轉(zhuǎn)移11電能的由物質(zhì)從較高活度到較低活度之間的擴(kuò)散提供。電池標(biāo)準(zhǔn)電動勢濃差電池的特點：12(3) 液接電勢的計算離子在液接界面處的擴(kuò)散遷移為：t+ H+(a1) t+ H+(a2)t- Cl-(a2) t- Cl-(a1)Pt, H2(p)HCl(m)HCl(m)H2(p), Pt (-) HCl(a1

6、) HCl(a2) (+)- - + +- - + +- - + +- - + +H+Cl-電池可逆放電1mol電量時，有t+mol的H和t-mol的Cl-通過界面而擴(kuò)散遷移。13假設(shè) I 0 , 此離子遷移過程可近似作為可逆過程處理假設(shè)遷移數(shù)不受濃度的影響，則此過程的Gibbs函數(shù)的變化14 用鹽橋時，與兩個溶液有兩個接界。因鹽橋中KCl的K+、Cl-的遷移率很接近(t+=0.4906)，在兩個接界面上產(chǎn)生的電勢很小，而且兩個界面上液接電勢符號相反，又互相抵消一部分。另外因鹽橋中KCl濃度很高（飽和），可以掩蓋其它離子的遷移，故鹽橋能大大降低液接電勢。通常液接電勢約為30mv。使用KCl鹽橋

7、后可降低到13毫伏。在要求不高時，可以近似認(rèn)為是可逆電池。 157 電動勢的測量測量可逆電池的電動勢的儀器，為電位差計。這里要注意滿足可逆電池的條件：電極反應(yīng)是可逆的，因此通過的電流要無限小。若有某一定電流通過電池時，在電池內(nèi)阻上要產(chǎn)生電位降，這時兩電極間電位差就小于電池的電動勢。所以只有在沒有電流通過電池時，兩電極間電位差才為電池的電動勢。因此，不能直接用伏特計來測量電池的電動勢。 通常用對消法測電池電動勢。16 對消法測定電池電動勢1. 校準(zhǔn)工作電流: 開關(guān)K打向D1.若在實驗溫度下標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢為1.01865V, 將觸點打在滑線電阻AB上標(biāo)記1.01865V處,調(diào)節(jié)R使G中無電流流過為

8、止.2. 測量未知電池電動勢: 將K倒向D2.調(diào)節(jié)滑線電阻觸點到適當(dāng)?shù)匚籆2,使電流計讀數(shù)為零,C2點所標(biāo)記的電壓值即為被測電池的電動勢. 待測電池ExC2C1B標(biāo)準(zhǔn)電池Es可變電阻R滑線電阻工作電源 EwAKD1D2P1.01865V G17標(biāo)準(zhǔn)電池電池表示式：Cd(Hg)10.0%|CdSO48/3H2O(飽和)|Hg2SO4(s),Hg(l)電池反應(yīng)：(-) Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-凈反應(yīng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)18Weston標(biāo)準(zhǔn)電池19鎘汞雙組分相圖鎘標(biāo)準(zhǔn)電池的鎘汞電極中Cd的含量控制在5-14%之間, 在常