化學(xué)姐：

電化學(xué)是歷年高考的重要知識點(diǎn)之一，幾乎每次考試均涉及電化學(xué)知識，并且試題背景較為新穎，對考生分析問題提出了較高要求。今天我們就先來分析一下原電池的原理及構(gòu)成。

一、構(gòu)成原電池的條件

構(gòu)成原電池的條件有：

（1）電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導(dǎo)電性（非金屬或某些氧化物等）；

（2）兩電極必須浸沒在電解質(zhì)溶液中；

（3）兩電極之間要用導(dǎo)線連接，形成閉合回路。

說明：

①一般來說，能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應(yīng)的是原電池的負(fù)極。

②很活潑的金屬單質(zhì)一般不作做原電池的負(fù)極，如K、Na、Ca等。（馬上點(diǎn)標(biāo)題下藍(lán)字"高中化學(xué)"關(guān)注可獲取更多學(xué)習(xí)方法、干貨?。?br/>
二、原電池正負(fù)極的判斷：

（1）較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬一般作負(fù)極。

（2）有氣泡產(chǎn)生一極一般是正極。

（3）電子流出的一極是負(fù)極，電子流入的一極是正極。

（4）被腐蝕的一極是負(fù)極。

（5）發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極是正極。

（6）溶液中陽離子移向的一極是正極，陰離子移向的一極為負(fù)極。

三、電極反應(yīng)式的書寫

（1）準(zhǔn)確判斷原電池的正負(fù)極是書寫電極反應(yīng)的關(guān)鍵

如果原電池的正負(fù)極判斷失誤，電極反應(yīng)式的書寫一定錯誤。上述判斷正負(fù)極的方法是一般方法，但不是絕對的，例如銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸溶液中，由于鋁片表明的鈍化，這時(shí)銅失去電子，是負(fù)極，其電極反應(yīng)為：

負(fù)極：Cu－2e－＝Cu2＋

正極：NO3－+4H＋+2e－＝2H2O+2NO2↑

再如鎂片和鋁片同時(shí)插入氫氧化鈉溶液中，雖然鎂比鋁活潑，但由于鎂不與氫氧化鈉反應(yīng)，而鋁卻反應(yīng)，失去電子，是負(fù)極，其電極反應(yīng)為：

負(fù)極：2Al+8OH－－2×3e－＝2AlO2－+2H2O

正極：6H2O+6e－＝6OH－+3H2↑

（2）要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性

在正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系，如氫氧燃料電池有酸式和堿式，在酸溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，在堿溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+，像CH4、CH3OH等燃料電池，在堿溶液中碳（C）元素以CO32－離子形式存在，而不是放出CO2氣體。

（3）要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目

在同一個(gè)原電池中，負(fù)極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù)，所以在書寫電極反應(yīng)時(shí)，一定要考慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng)式時(shí)所帶來的失誤，同時(shí)也可避免在有關(guān)計(jì)算中產(chǎn)生誤差。

（4）要利用總的反應(yīng)方程式

從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池，而兩個(gè)電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個(gè)電極反應(yīng)，便可以寫出另一個(gè)電極反應(yīng)方程式。

四、原電池原理的應(yīng)用

原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。

1.化學(xué)電源：人們利用原電池原理，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池，以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，電池發(fā)揮的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機(jī)、輪船，小到電腦、電話、手機(jī)以及心臟起搏器等，都離不開各種各樣的電池。

2.加快反應(yīng)速率：如實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，用純鋅生成氫氣的速率較慢，而用粗鋅可大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，這是因?yàn)樵诖咒\中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)和鋅形成了無數(shù)個(gè)微小的原電池，加快了反應(yīng)速率。

3.比較金屬的活動性強(qiáng)弱：一般來說，負(fù)極比正極活潑。

4.防止金屬的腐蝕：金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕：在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜，里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳，含有少量的H＋和OH－形成電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數(shù)個(gè)微小的原電池，鐵作負(fù)極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕：

負(fù)極：2Fe－2×2e－＝2Fe2+

正極：O2+4e－+2H2O＝4OH－

電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護(hù)的金屬相連接，或者讓金屬與電源的負(fù)極相連接均可防止金屬的腐蝕。

Tips：

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