原電池工作原理

　　原電池反應(yīng)屬于放熱的反應(yīng)，一般是氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動和外部導(dǎo)線中電子的定向移動構(gòu)成了閉合回路，使兩個電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。

　　但是，需要注意，非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計成原電池。從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)外接導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。

　　組成原電池的條件

　　（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極；

　　（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中；

　　（3）兩極相連形成閉合電路；

　　（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

　　如上圖所示，組成的原電池：

　　（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時：Zn電極是負(fù)極，其電極反應(yīng)為Zn－2e- = Zn2+，該反應(yīng)是氧化反應(yīng)；Cu電極是正極，其電極反應(yīng)為2H+ +2e- =H2↑，該反應(yīng)是還原反應(yīng)。

　　（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時：Zn電極是負(fù)極，其電極反應(yīng)為Zn－2e- = Zn2+，該反應(yīng)是氧化反應(yīng)；Cu電極是正極，其電極反應(yīng)為Cu2+ +2e- = Cu，該反應(yīng)是還原反應(yīng)。

　　原電池正負(fù)極的判斷

　　1.根據(jù)組成原電池的兩電極材料判斷。一般是活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。

　　2.根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷，電流由正極流向負(fù)極；電子由負(fù)極流向正極。

　　3.根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動的方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。

　　4.根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負(fù)極上總是失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上總是得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

　　5.根據(jù)總的電池反應(yīng)方程式中物質(zhì)的化合價變化判斷，化合價升高的反應(yīng)在負(fù)極，化合價降低的反應(yīng)在正極。

　　6.根據(jù)電極材料是否被溶解來判斷。原電池的負(fù)極有可能被溶解，而正極一定不會被溶解；相反，增重或有氣泡放出的一極為正極。

　　7.實驗法：看電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。先用已知電池驗證電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向，再根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向確定原電池的正、負(fù)極。

　　推薦閱讀：

　　原電池的工作原理

　　原電池和電解池的區(qū)別