原电池相关知识点总结

一、原电池

1. 原电池

(1) 概念：将化学能转化为电能的装置。

(2) 实质：自发进行氧化还原反应，把化学能转化为电能。

2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)

3．原电池形成的条件

(1) 两个活泼性不同的电极。

(2) 电解质溶液或熔融电解质，形成闭合回路(或两极直接接触)。

(3) 能自发地发生氧化还原反应。

4. 电子流向

负极 → 正极（电子不能通过溶液）

5．电极反应

负极：一般是活泼性较强的金属，发生氧化反应。

正极：一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属)，发生还原反应。

6. 盐桥的组成和作用            

⑴ 盐桥中装有饱和的KCl、KNO₃等溶液和琼胶制成的胶冻。

⑵ 盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。

【总结提升】

1．工作原理示意图(以铜锌原电池为例)

2．原电池电极的判断

3. 原电池的负极

一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：

(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。 

(2) 在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如：

① 冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。

② NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。

4. 原电池的设计

从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：

⑴ 负极(还原性较强的物质)；

⑵ 正极是活动性较差的金属或能导电的非金属；

⑶ 电解质溶液：两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。

二、原电池原理的应用

1．加快氧化还原反应的速率

例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO₄溶液，能使产生H₂的速率加快。

2．比较金属活动性强弱

3．设计化学电池

例如：以Fe＋CuCl₂=FeCl₂＋Cu为依据，设计一个原电池。

(1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。

负极：Fe－2e^－=Fe^2＋，

正极：Cu²⁺＋2e^－=Cu。

(2) 确定电极材料

若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若发生氧化反应的为气体(如H₂)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。

本例中可用Fe作负极，用铂丝或碳棒作正极。

(3) 确定电解质溶液

一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用CuCl₂溶液作电解液。

(4) 构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。

4．电化学防护：

牺牲阳极的阴极保护法——利用原电池原理

① 负极(阳极)是作保护材料的金属；

② 正极(阴极)是被保护的金属设备。