《原电池的原理及应用》解析
原电池的原理及其应用文章
原电池的原理及其应用原电池的原理原电池，也被称为原始电池或伏塔电池，是一种用于产生直流电的化学电池。
它是由两种不同金属和一个电解质溶液组成的。
原电池的原理是基于化学反应，通过这种反应将化学能转化为电能。
在原电池中，金属被用作电极。
其中一种金属被称为阳极，另一种金属被称为阴极。
两种金属通过电解质溶液连接起来。
当金属和电解质溶液接触时，就会发生化学反应。
这种化学反应导致了金属中的电子转移到电解质中，并在两种金属之间形成了电势差。
金属和电解质溶液之间的电势差也被称为电动势。
它是电池的驱动力，驱动电子流从负极（阴极）流向正极（阳极），从而产生电流。
这种电流可以被连接到电路中的设备来提供电能。
原电池的应用原电池的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用领域：1. 便携式电子设备原电池常被用于便携式电子设备，如手提式收音机、闹钟、计算器等。
这些设备通常只需要低功率的电能供应，而原电池能够提供这种需求。
2. 汽车电池汽车电池是一种特殊类型的原电池，用于为汽车提供电力。
它是通过将多个原电池连接在一起形成的更大的电池组。
汽车电池为发动机提供启动电流，并为车辆的电子设备供电，如车灯、音响系统等。
3. 不间断电源原电池还被广泛应用于不间断电源（UPS）系统中。
UPS系统是用于保护电脑、服务器等重要设备不受电网故障、断电等影响的装置。
当电网供电中断时，UPS系统会立即切换到电池供电，以保证设备正常工作并防止数据丢失。
4. 绿色能源储存随着可再生能源的普及，原电池也发挥着重要的作用。
它们可以用来存储太阳能和风能等可再生能源，以便在需要电力的时候使用。
原电池通过将可再生能源转化为电能并存储起来，为后续使用提供持久的、可靠的电力来源。
5. 医疗设备原电池在医疗设备中也起着关键作用。
许多植入式医疗设备，如心脏起搏器、听觉义齿等，都需要可靠的能源供应。
原电池可以提供长时间的持久电力，使这些设备能够正常运行。
总结原电池是一种利用化学反应将化学能转化为电能的电池。
原电池的原理及应用知识点
原电池的原理及应用知识点1. 什么是原电池原电池（也称为干电池）是一种通过化学反应来产生电能的电池。
它由正极、负极和电解质组成，并通过化学反应将化学能转化为电能。
2. 原电池的工作原理原电池的工作原理基于两种不同金属之间的电化学反应。
一种金属作为正极，另一种金属作为负极，它们通过电解质分离，形成一个闭合的电路。
当电解质中的离子与正极和负极的金属反应时，产生的化学反应会释放出电子，这些电子会在金属电极之间产生电流。
3. 原电池的组成部分原电池包含以下三个组成部分：3.1 正极正极是原电池中的电子接收器，通常由一种金属（例如锌）制成。
它是一个供电子流出的地方。
3.2 负极负极是原电池中的电子提供器，通常由另一种金属（例如铜）制成。
它是一个供电子流入的地方。
3.3 电解质电解质是正极和负极之间的介质，通常是一种导电溶液。
电解质中的离子在正极和负极之间移动，产生化学反应。
4. 原电池的应用知识点原电池具有以下几个应用知识点：4.1 便携式电子设备原电池被广泛应用于便携式电子设备，如手提电话、便携式音乐播放器和电子游戏机等。
由于原电池具有较高的能量密度和长时间使用的能力，因此成为最常用的电池类型之一。
4.2 汽车电池汽车电池是一种大型的原电池，用于为汽车提供起动电流和供电。
汽车电池通常由多个原电池单元组成，以提供足够的电能来启动发动机和驱动汽车的其他电子系统。
4.3 照明设备原电池还广泛用于照明设备，例如手电筒、应急灯和头灯等。
由于原电池的便携性和易于更换，它们成为户外活动和应急情况下的常用能源来源。
4.4 无线遥控器原电池是无线遥控器常用的电源。
许多家庭电器、媒体设备和玩具等设备都使用无线遥控器，并依赖于原电池提供的电能。
4.5 太阳能电池太阳能电池也被称为光伏电池，其工作原理与原电池类似。
太阳能电池通过光能的转化产生电能，成为可再生能源的重要成员。
太阳能电池广泛应用于太阳能电池板、太阳能灯等领域。
结论原电池是一种通过化学反应来产生电能的电池。
原电池的原理及应用课件
原电池的原理及应用课件一、原电池的概述•原电池是一种将化学能转化为电能的装置•由两个电极和介质组成•通过化学反应，将化学能转化为电能二、原电池的工作原理1.电极–阳极：电子从电池中流出，带正电荷–阴极：电子流入电池，带负电荷2.电解质–溶液或固体，负责电子和离子的传导–电解质浓度的变化会影响电池的电压和电流3.化学反应–通过化学反应，将化学能转化为电能–化学反应的种类和速率决定了电池的性能和寿命三、原电池的分类1.原电池按照电解质的类型分类–酸性电池：电解质为酸性溶液–碱性电池：电解质为碱性溶液–中性电池：电解质为中性溶液2.原电池按照工作原理分类–干电池：电解质为固体–湿电池：电解质为液体四、原电池的应用领域1.电子产品–手机、平板等移动设备使用锂离子电池–电脑、电视等家用电器使用铅酸电池2.汽车工业–汽车使用蓄电池作为启动电源–混合动力汽车使用镍氢电池或锂离子电池作为辅助电源3.军事领域–军用设备使用高能密度电池以满足高功率需求4.新能源领域–太阳能、风能等新能源装置需要电池来存储和供应电能五、原电池的优缺点优点•便携性强，可以随时随地使用•快速充放电，使用方便•环保，不会产生污染物 ### 缺点•电池会老化，寿命有限•部分电池需要定期维护和更换•一些电池含有有害物质，需要特殊处理六、原电池的发展趋势1.高能量密度–追求更高的能量存储密度，实现更长时间的使用2.快速充电–提高充电速度，缩短充电时间3.长寿命–延长电池的使用寿命，减少更换频率4.环保绿色–减少或消除对环境的污染以上是关于原电池的原理及应用的课件，介绍了原电池的工作原理、分类、应用领域、优缺点以及发展趋势。
通过本课件的学习，了解了原电池在现代社会中的重要性和广泛应用。
希望能对大家的学习和工作有所帮助！。
原电池的原理及应用
本演示将介绍原电池的基本概念、构成和工作原理，并探讨了它们的制备方 法、分类和特点。我们还将讨论电化学反应在原电池中的作用以及电极的种 类和作用。
原电池的工作原理
1
正极反应
正极接受电子，并与电解质中的阳离子发生氧化反应。
2
负极反应
负极失去电子，并与电解质中的阴离子发生还原反应。
3
原电池的应用范围
1 家庭用途
遥控器、闹钟、玩具等
2 工业应用
电动车、备用电源等
3 医疗设备
心脏起搏器、可植入装置 等
电化学反应在原电池中的作用
正极反应 氧化反应
负极反应 还原反应
电池电势的计算方法
1
公式
使用电极间的差值计算电势。
2
单位
常用伏特（V）表示。
3
示例
锌电极和铜电极的差值为0.76V。
电子传递
电子通过外部电路从负极流向正极，产生电流。
原电池的分类及特点
干电池
使用固态电解质，常用于家庭用途。
液电池
使用液体电解质，适用于工业和商业应用。
碱性电池
具有较高的能量密度和长寿命。
原电池的优点和缺点
优点
• 易于制造和使用 • 较低的成本 • 广泛应用领域
缺点
• 有限的能量储存能力 • 有害物质使用 • 需要定期更换
原电纹或漏液。 使用电压表测量电池电压。
容量测试
通过充放电测试测量电池的容量。
原电池的寿命及其影响因素
影响因素
• 使用环境 • 充电次数 • 储存方式
延长寿命的方法
• 避免过充和过放 • 适当存储 • 定期维护
考点32 原电池的工作原理及应用-2022年高考化学一轮复习过考点(解析版)
考点32 原电池的工作原理及应用一、原电池的工作原理1．原电池的构成条件(1)定义：能把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件：2．实验探究：锌铜原电池的工作原理(含盐桥)装置示意图注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶现象锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转能量转换化学能转化为电能微观探析在硫酸锌溶液中，负极一端的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液在硫酸铜溶液中，正极一端的Cu2＋获得电子变成Cu沉积在铜片上电子或离子移动方向电子：负极流向正极盐桥：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液工作原理，电极反应式负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)正极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu特别提醒接接触，减少电流的衰减。
②原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。
3．原电池工作原理示意图二、原电池的应用1．加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。
2．比较金属活动性强弱例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。
由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3．设计原电池理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。
(a)外电路负极——化合价升高的物质正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒(b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。
如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2①化合价升高的物质负极：Cu②活泼性较弱的物质正极：C③化合价降低的物质电解质溶液：FeCl3示意图考向一原电池工作原理典例精析1．（2021·福建高三其他模拟）近日，南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如图所示)，电池反应为4KSn+3CO2⇌2K2CO3+C+4Sn，其中生成的K2CO3附着在正极上。
原电池的原理应用以及实验
原电池的原理应用以及实验导言原电池是一种将化学能直接转换为电能的装置，它的产生是通过将两种不同性质的金属在某种电解质中做电偶连接而实现的。
原电池是电化学实验室中广泛使用的电源。
原电池的原理构成原电池一般由两种不同的金属片（或器皿）和介质电解质组成。
其中一个金属片称为阳极，另一个称为阴极。
两个金属片通过电解质连接起来，形成一个电池回路。
常用的金属有铜、锌、铁等，电解质常使用硫酸、盐酸、硫酸铜等。
### 原理原电池的工作原理基于氧化还原反应。
其中，阳极发生氧化反应，产生一个或多个正离子。
而阴极接受这些正离子，发生还原反应。
这样，原电池就产生了一定的电势差。
原电池的应用原电池广泛应用于各个领域，对于生活和工业的发展都起到了至关重要的作用。
以下是一些常见的原电池应用：1.电子设备：原电池被广泛应用于手机、电脑、摄像机等电子设备中，为这些设备提供电力。
2.闹钟和手表：原电池被用于驱动闹钟和手表的运行，提供可靠的时间显示。
3.照相机：原电池为照相机提供电力，使其能够拍摄照片。
4.无线遥控器：原电池被用于无线遥控器，如电视遥控器、车门遥控器等。
5.汽车电池：汽车电池实质上是一种大型的原电池，为汽车的启动和电力供应提供能源。
原电池的实验实验室中常常进行有关原电池的实验，通过这些实验可以更好地理解原电池的工作原理和性质。
以下是一些常见的原电池实验：1.构建原电池：通过十分简单的操作，可以构建一个简单的原电池。
选择两种不同的金属片，并将它们插入一个电解质中。
观察是否有电流流过。
2.测量电势差：使用电压表测量原电池的电势差。
依次测量不同金属片和电解质组成的电池的电势差，观察不同材料的电势差差异。
3.影响电势差的因素：在构建原电池的过程中，可以调整不同因素以观察其对电势差的影响。
例如，改变电解质的浓度、改变金属片的材料等。
4.比较不同类型的原电池：选择不同类型的金属片和电解质，构建不同类型的原电池，比较它们的电势差和稳定性。
高中化学_原电池原理及其应用_教学案例评析
《原电池原理及其应用》一、教材分析本节内容是电化学中的重要知识。
由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。
第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。
原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。
首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。
同时，课本后面的“家庭小实验---- 水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。
当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。
⑴变教材中的教师演示实验为学生动手实验。
这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。
⑵对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。
可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。
这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。
⑶教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。
⑷将课本后面的家庭小实验---- 水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件---- 电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。
高考化学《原电池原理及应用》真题练习含答案
高考化学《原电池原理及应用》真题练习含答案一、选择题1．[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。
充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3＋2Na＋＋2e －===Na3Ti2（PO4）3。
下列说法正确的是（）A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的pH减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g答案：C解析：由充电时电极a的反应式可知，电极a发生还原反应，则充电时电极a为阴极，电极b为阳极，故A错误；放电时，负极Na3Ti2（PO4）3转化为Na＋，正极Cl2发生还原反应生成Cl－，NaCl溶液的浓度增大，但溶液一直为中性，故放电时NaCl溶液的pH不变，B项错误、C项正确；充电时，每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，由题干电极a反应式可知，有2 mol Na＋参与反应，则电极a质量理论上增加46 g，D项错误。
2．[2022·福建卷]一种化学“自充电”的锌有机物电池，电解质为KOH和Zn（CH3COO）水溶液。
将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电2原理如图所示。
下列说法正确的是（）A．化学自充电时，c（OH－）增大B．化学自充电时，电能转化为化学能C.化学自充电时，锌电极反应式：Zn2＋＋2e－===ZnD．放电时，外电路通过0.02 mol电子，正极材料损耗0.78 g答案：A解析：由图示可知，化学自充电时，O2得电子转化为OH－，OH－与K＋结合形成KOH，c（OH－）增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化学自充电时，没有电能转化为化学能，B错误；由图示可知，化学自充电时，阳极反应为有机物之间的转化，阴极反应为O2转化为OH－，没有发生Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；放电时，＋2n K＋＋2n e－===，正极材料中增加了K＋，故当外电路中通过0.02 mol电子时，正极材料增加0.78 g，D错误。
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正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH负极 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
要充分考虑电极反应后产物所处的介质---- 电解质环境， 应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式 。
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
例: 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气 以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在 使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才 充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式. 燃烧反应式 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O
食盐水
负极：Zn-2e-=Zn2+
Zn
Cu 正极：Cu2++2e-=Cu
硫酸铜溶液
总：Zn+ Cu2+＝ Zn2++Cu
方法点拨
5、电极反应式的书写
仅有一个电极材料参与反应的原电池：
负极：M-xe-=Mx+
正极：视电解质溶液而定
(1)酸性强
析氢
(2)酸性弱或中性
吸氧
(3)不活泼金属盐
析出不活泼金属
②两不活泼的导体－石墨或Pt等（燃料电池电极）; ③金属和金属氧化物(铅蓄电池，银锌电池）.
（2）电解质溶液
（3） 形成闭合回路
（两电极用导线连接，或接触,或用盐桥连接。）
知识Hale Waihona Puke 描3、工作原理负极
e-
正极
较活泼金属
不活泼金属或石墨
失去电子
Zn
Cu
溶液中氧化性的
微粒得到电子
氧化反应 Zn－2e－=Zn2+
判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况, 更易与电解质溶液反应的一极作负极
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
介质 酸性
中性 碱性
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负极 2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
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5、电极反应式的书写
稀硫酸
负极： Mg — 2e- = Mg2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
负极： 2Al+ 8OH－—6e- =2Al O2－ +4H2O
正极：6H2O + 6 e- = 3H2 ↑ + 6OH－
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2 ↑
电池总反应 2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O
正极: 3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－ 负极: 2CH3OH－12e－＋ 16OH －＝2CO32－＋12H2O
方法点拨 5、电极反应式的书写
燃料电池
1.先写燃烧反应式,再写电池总反应式 2.然后写正极反应式 3.最后用电池总反应式减去正极反应式,所 得就是负极反应式 4.注意电极反应产物与电解质溶液离子是否反
Fe A C 负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
稀硫酸
A
负极： 2Fe -4e- = 2Fe2+
Fe
C 正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓
原电池原理及应用
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1、概念:
将化学能转化成电能的装置叫做原电池. 原电池以氧化还原反应为基础，使氧化反应和 还原反应分别在两个电极上进行，从而产生电流， 实现化学能向电能转化的装置。 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应 均可设计成原电池。
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2、原电池的形成条件
（1）两导体作电极
①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体）;
7.金属的腐蚀及其防护
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 （pH＜4.3）
水膜酸性很弱或中性
负极 电
Fe - 2e— = Fe2+
极 反
正极 2H++2e- =H2↑
O2+2H2O+4e- =4OH–
应
总反应式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
原电池应用——化学电源
极板的质量增加 48 g。
（负极：Pb-2e－+SO42- =PbSO4 ）
方法点拨 5、电极反应式的书写
可充电电池
1.确定放电时为原电池 2.放电时,发生氧化反应的物质为负极,发生还原反应的 物质为正极 3.注意电极反应产物与电解质溶液离子是否反应 4. 利用“三守恒”
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6、原电池原理的应用
Zn2+
H+ H+
SO42-
○ ○○H2 还原反应
○ ○○ ○
2H++2e－=H2↑
溶液中，阳离子 从负极定向移动到正极，阴离子从 正极定向移动到负极，形成闭合回路。
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4、正负极的判断方法：
（1）根据两极材料判断
活泼性强的金属 作 负极 活泼性较弱的金属或非金属作正极
（2）根据电流方向或电子流动的方向判断
常用电池的电极反应和电池总反应式书写
1、锌-锰干电池(酸性）
负极（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+
正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-+2MnO2= 2NH3+ H2O+Mn2O3 总反应： Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3
2、铅蓄电池
负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4放充电电 2PbSO4+2H2O
钮扣电池：不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料，负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料，电解质溶液为浓KOH溶液， 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，
应,正确利用“三守恒”
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5、电极反应式的书写（蓄电池）
(2006重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电
池，正负极板是惰性材料，电池总反应式：
Pb+PbO2+4H++2SO42-
放电 充电
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题：
放电时：正极的电极反应式是
P电b解O2液+2中e－H+S2SOO424-+的4H浓+=度Pb将S变O4+变2H小2O；； 当外电路通过1mol电子时，理论上负
电子流出的一极为负极,电子流进的一极为正极 电流是由正极流向负极
（3）根据发生的反应判断
发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极
（4）根据反应的现象判断
质量减轻的一极为负极,质量增加或有气泡冒出的一极为正极
（5）根据离子的定向移动方向判断
阳离子移向正极，阴离子移向负极
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5、电极反应式的书写