原电池原理及应用

(1)概念  把化学能转化为电能的装置。

(2)反应本质  发生氧化还原反应。

(3)构成条件

①一看反应  看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

②二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

③三看是否形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：

a．电解质溶液；

b．两电极直接或间接接触；

c．两电极插入电解质溶液。

(4)工作原理(以铜－锌原电池为例)

(5)盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KCl、KNO₃等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。

(6)原电池工作原理的深度剖析

①只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。

②电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

③无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。

④在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应；不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀，如图所示。

⑤闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图所示。

⑥一般条件下，较活泼的金属材料作负极，失去电子，电子经外电路流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成回路。但Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时，Al作负极；Fe、Cu和浓HNO₃构成原电池时，Cu作负极。

(7)原电池原理的四大应用

①比较金属的活动性强弱

原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属)作正极。

②加快化学反应速率

如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO₄溶液，形成Zn－Cu原电池，使产生氢气的速率增大。

③用于金属的防护

如要保护铁制闸门，可用导线将其与锌块相连，使锌作负极，铁制闸门作正极，从而使铁制闸门受到保护。

④设计化学电源