1、概念及反應(yīng)本質(zhì)

把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其本質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

2、構(gòu)成條件

(1)有兩個活動性不同的電極(常見為金屬或石墨)。

(2)將電極插入電解質(zhì)溶液中。

(3)兩電極間構(gòu)成閉合回路(兩電極接觸或用導(dǎo)線連接)。

(4)能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

3、工作原理

如圖是Cu--­Zn原電池

 

(1)反應(yīng)原理

 

(2)原電池中的三個方向

①電子方向：從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極;

②電流方向：從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極;

③離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極遷移，陽離子向正極遷移。

(3)兩種裝置的比較

圖Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2+，會有一部分Zn與Cu2+直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。

圖Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池中，Zn與Cu2+不直接接觸，不存在Zn與Cu2+直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。

(4)鹽橋作用

①連接內(nèi)電路，形成閉合回路;

②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。

歸納總結(jié)

1、原電池的工作原理簡圖

 

注意：

①一般負(fù)極金屬較活潑，正極金屬或非金屬不活潑。

②一般負(fù)極溶解或質(zhì)量減輕，正極有氣泡或質(zhì)量增重。

③若有鹽橋，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽離子移向正極區(qū)。

2、原電池的判斷方法

(1)先分析有無外接電源，有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池。

(2)然后依據(jù)原電池的形成條件判斷裝置是否為原電池，方法如下：

 

(3)多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。

3、原電池正、負(fù)極判斷的七種方法

(1)由組成原電池的兩極材料判斷。

一般相對較活潑的金屬為負(fù)極，相對不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。

(但也有一些并不與活潑性一致，如Mg、Al在酸性介質(zhì)中，Mg作負(fù)極，而在堿性介質(zhì)中，Al作負(fù)極)

(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。

在外電路，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)溶液中離子的定向移動方向判斷。

在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(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)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。

(5)X極增重或減輕。

工作后，X極質(zhì)量增加，說明X極有物質(zhì)析出，X極為正極;反之，X極質(zhì)量減少，說明X極金屬溶解，X極為負(fù)極。

(6)X極有氣體產(chǎn)生。

工作后，X極上有氣體產(chǎn)生，一般若發(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明X極為正極。

(7)根據(jù)X極附近pH的變化來判斷。

析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而工作后，X極附近pH增大了，說明X極為正極。