原電池的工作原理

1、1 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池，它的原理是將氧化還原反應(yīng)中還原劑失去的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩極上進(jìn)行。 （ 3 ）構(gòu)成閉合電路（用導(dǎo)線連接或直接接觸4）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)特別提醒：構(gòu)成原電池的四個(gè)條件是相互聯(lián)系的，電極不一定參加反應(yīng)，電極材料不一定都 負(fù)極：一般為較活潑金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)；是電子流出的一極，電流流入的一極；或陰離子 定向移動(dòng)極；往往表現(xiàn)溶解。正極：一般為較不活潑金屬，能導(dǎo)電的非金屬；發(fā)生還原反應(yīng)；電子流入一極，電流流出 一極；或陽(yáng)離子定向移向極；往往表現(xiàn)為有氣泡冒出或固體析出。 （ 1 ）根據(jù)給出的化學(xué)方程式或題意，確定原電池的正、負(fù)極，弄清

2、正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的具體物質(zhì)（ 2 ）弱電解質(zhì)、氣體、難溶物均用化學(xué)式表示，其余以離子符號(hào)表示，寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，要遵循質(zhì)量守恒、元素守恒定律及正負(fù)極得失電子數(shù)相等的規(guī)律，一般用“=”而不用 “” （ 3 ）注意電解質(zhì)溶液對(duì)正、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響，正、負(fù)極產(chǎn)物可根據(jù)題意或化學(xué)方程式加以確定 （4）正負(fù)電極反應(yīng)式相加得到原電池的總反應(yīng)式，通常用總反應(yīng)式減去較易寫(xiě)的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式。5.原電池原理的應(yīng)用 溶液，能使產(chǎn)生 H2 的速率加快 （4）電化學(xué)保護(hù)法：即金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)，如在鐵器表面鍍鋅1.各類(lèi)電池 結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿 MnO2 的石墨、溶有 NH4Cl 的糊

3、狀物。電極反應(yīng) 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ 正極： 2NH4+2e-=2NH3+H2 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿 PbO2 的鉛板、稀 H2SO4。 = 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 （4）鋁、空氣燃料電池 以鋁空氣海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這 種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極 4Al-12e-= 4Al3+ ； 石墨是正極2. 燃料電池正極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)因?yàn)槿剂想姵?，正極都是氧化劑氧氣得到電子的還原反應(yīng)，現(xiàn)將與電解質(zhì)有關(guān)的五種情況電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）正極反應(yīng)式為O24H+4e-=2H2O。電解質(zhì)為中性或

4、堿性電解質(zhì)溶液（如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）正極反應(yīng)式為 O22H2O+4e-=4OH-。電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如 LiCO3和 Na2CO3熔融鹽混和物）在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，正極反應(yīng)式為O22CO2+4e-=2CO32-。電解質(zhì)為固體電解質(zhì)（如固體氧化鋯氧化釔）該固體電解質(zhì)在高溫下可允許 O2-離子在其間通過(guò)，故其正極反應(yīng)式應(yīng)為O24e-=2O2-。 綜上所述，在書(shū)寫(xiě)正極反應(yīng)式時(shí)，要特別注意所給電解質(zhì)的狀態(tài)和電解質(zhì)溶液的酸堿性。3. 常見(jiàn)燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)（1）氫氧燃料電池 33a. 電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)） b. 電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） c. 電解質(zhì)是NaCl

5、溶液（中性電解質(zhì)） 說(shuō)明:1、堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)H+ 2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2- 3、中性溶液反應(yīng)物中無(wú)H+ 和OH- 4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無(wú)OH- a. 堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液 KOH溶液） b. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液 H2SO4溶液） （注：乙醇燃料電池與甲醇燃料電池原理基本相同） （3）CO燃料電池 （總反應(yīng)方程式均為： 2CO O2 2CO2 ） O2 的混合氣為正極助燃?xì)猓┱龢O： 2224正極： 2224 O2負(fù)極：2CO2CO32- 4e- =4Cb. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液 H2SO4 溶液） 2+4H+(4) 肼燃料電池（鉑為兩極、電解

6、液 KOH溶液）正極： 3 7H2O總反應(yīng)方程式 b. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液 H2SO4 溶液） 總反應(yīng)方程式 (6)丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種） 4H2O 3 2 b. 酸性電解質(zhì)（電解液H2SO4溶液）總反應(yīng)方程式O （7）乙烷燃料電池 （鉑為兩極、電解液KOH溶液） 電極本身，表現(xiàn)為金屬溶解。（ 2）陰極：是與電源負(fù)極相連的電極，電極本身不參與反應(yīng)；溶液中的陽(yáng)離子在陰極上得 電流或電子的流向：電解池中電子由電源負(fù)極流向陰極，被向陰極移動(dòng)的某種陽(yáng)離子獲得，而向陽(yáng)極移動(dòng)的某種陰離子或陽(yáng)極本身在陽(yáng)極上失電子，電子流向電源正極。 和Zn2+可先于H+放電。 4 酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律（惰性電極） （ 1 ）若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判斷（ 2 ）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同，則為電鍍池（ 3 ）若無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路，