原电池与电解池

原电池与电解池

原电池

原电池是将化学能转化为电能的一种装置。

原电池的构成

一、原电池的构成

1.电极

正极：反应物得电子，发生还原反应。反应物金

属性较弱。

负极：反应物失电子，发生氧化反应，反应物金

属性较强。

电极可以是金属，可以是非金属。

2.电解质

电解质的作用

①形成回路：电子通过电极在外环路上由正极向负极移动。电解质中的离子在电场力的作用下发生定向移动，其中阴离子向正极靠拢，阳离子被负极吸引。

②提供反应环境;

电解质的不同会造成某些电极上的反应发生变化，如氢氧燃料电池：若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+，正极为：O2+4eˉ

+4H+=2H2O

而在某些可以传导O2-的电解质中，负极反应式2H2-4eˉ+2O2-=2H2O，正极为：O2+4eˉ=2O2-

③为某些原电池提供反应物。

3.盐桥

盐桥在双液原电池中起到至关重要的作用盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。可使由它连接的两溶液保持电中性。

为什么双液原电池比单液原电池更好？

4.外部导线。

二、原电池发生的必须条件：

(1)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路。

(2)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。

三、电化学腐蚀

如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

①若液面上升，则溶液呈（酸碱性），发生腐

蚀,电极反应式为：负极：,

正极：；总反应式为：。

②若液面下降，则溶液呈，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。总反应式为。

电解池

使电流通过电解质溶液而在阴阳两级引起氧化还原反应的装置叫做电解池。

本质上来说，电解池是原电池的逆反应。即将电能转化为化学能的装置。

一、电解池的构成

1.电极

阴极：得到电子，发生还原反应。

阳极：失去电子，发生氧化反应。

这里的得失电子不是系统自发进行的结果，而是在外加电场力的作用下引起的电子定向移动造成的。通过对

2.电解质

3.导线

4.电源

充电反应为放电反应的逆反应，不可自发进行。以书本上铅蓄电池为例：

总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)

放电时,正极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O

负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

充电时，阳极反应为PbSO4 +2H2O-2e-= PbO2 + 4H+ + SO42-

阴极反应为PbSO4+2e- = Pb + SO42-

正负（阴阳）极反应物及内环境变化的判断

首先要确定反应的总方程式，确定参与氧化还原反应的氧化剂与还原剂，即确定得失电子的两种物质，进而判断出正负极（阴阳极），以及判断电子转移方向（电

流方向），电解质的离子移动方向等等。最后写出电极反应方程式，并合并加以验证。

相比较原电池，电解池的总反应的判断比较困难，需要一定的经验和逆向思维能力，电解池总反应的判断：

1、在阳极上如是活性材料作电极时，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上失去电子。如是惰性电极如Pt、Au、Ti、石墨等，阴离子失电子的能力大小顺序：S2-> I- >Br->Cl->OH->含氧酸根离子

2、在阴极上电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子

阳离子得电子顺序：

Fe3+ >Ag+>Hg2+ >Cu2+ >Pb2+ >Fe2+ >Zn2+ >H+ >Al3+ >Mg2+ >Na+>Ca2+ >K +

电极反应方程式的书写过程可以简写为下图，

例题1.（2013安徽）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO 4 + 2LiCl + Ca = CaCl 2 + Li 2SO 4 + Pb 。下列有关说法正确的是（ ）

A.正极反应式：Ca + 2Cl - - 2e - = CaCl 2

B.放电过程中，Li +向负极移动

C.每转移0.1mol 电子，理论上生成20.7g Pb

D.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

例题2：有A 、B 、C 、D 四种金属，当A 、B 组成原电池时，电子流动方向A →

B ；当A 、D 组成原电池时，A 为正极；B 与E 构成原电池时，电极反应式为：E2-+2e-=E ，B-2e-=B2+则A 、B 、D 、E 金属性由强到弱的顺序为（ ）

A ．A ﹥

B ﹥E ﹥D B ．D ﹥A ﹥B ﹥E

C ．

D ﹥

E ﹥A ﹥B D ．A ﹥B ﹥D ﹥E

例题3.宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型化学电池，其

构造如图所示，A ，B 是多孔性炭制成的两个电极，通入的气

体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。

（1）若电解质溶液为KOH 溶液，则正极是 ，

（2）正极发生的反应为 ；负极是 ，

（3）负极发生的反应为 ；一段时间后，溶液的pH （填B A H 2 O 2