原电池原理及应用 _原理

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原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，下面我们一起来看看原电池原理及应用。

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一次电池的原理及应用
一、原电池的条件
形成原电池的条件是:
(1)电极材料。两种具有不同活性的金属或金属和其他导电性的金属(非金属或某些氧化物等) 。);
(2)两个电极必须浸入电解液中；
(3)两个电极应通过导线连接，形成闭合回路。
描述:
(1)一般来说，是一次电池的负极能与电解液中的某一组分发生氧化反应。
②极活泼的金属元素，如K、Na、Ca，一般不作为一次电池的负极。
二、一次电池正负判断
(1)从组成一次电池的双极材料来看，一般来说，活性较高或能与电解液反应的金属为负极，活性较低或能导电的非金属为正极。不过具体情况要看电解质溶液。例如，镁和铝电极在稀硫酸中形成原电池，镁为负极，铝为正极；但当镁和铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，铝与氢氧化钠溶液反应失去电子，所以铝为负极，镁为正极。
(2)根据外部电路的电流方向或电子流方向判断:在一次电池的外部电路中，电流从阳极流向阴极，电子流从阴极流向阳极。

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(3)从内电路离子的移动方向来看:在一次电池的电解液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
(4)从原电池两极之间的化学反应来看，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。所以可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
(5)从电极质量的变化来看:如果某个电极的质量在原电池工作后增加，则意味着溶液中的阳离子在电极处得到电子，电极为正极，活性较弱；如果一个电极的质量减小，就意味着电极溶解了，电极是一个活性很强的负极。
(6)从电极上产生的气体来看:如果一次电池工作后电极上产生气体，通常是因为电极发生了氢沉淀反应，说明电极是正极，活性较弱。
(7)根据电极附近的酸碱度变化
析氢或吸氧的电极反应后，电极附近的电解质溶液的pH值可以升高。所以原电池工作后，电极附近pH升高，说明电极为正，金属活性弱。
三、电极反应公式的编写
(1)准确判断一次电池的正负极是写电极反应的关键
如果一次电池正负极判断错误，电极反应式的书写一定是错误的。上述判断正负极的方法是一种通用的方法，但不是绝对的。比如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液时，由于铝片指示的钝化作用，此时铜失去电子，是负极，其电极反应如下:
负极:Cu-2e-= Cu2+
正极:NO3-+4h++ 2e-= 2h2o+2 NO2←
【原电池原理及应用】再比如镁和铝片同时插入氢氧化钠溶液。虽然镁比铝更有活性，但因为镁不与氢氧化钠反应，所以铝会反应并失去电子。是负极，其电极反应为:

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负极:2al+8oh-2× 3e-= 2alo2-+2h2o
正极:6H2O+6e-= 6OH-+3H 2←
(2)注意电解液的酸碱性
发生在正极和负极上的电极反应不是孤立的，而是通常与电解质溶液密切相关。比如氢氧燃料电池有酸性和碱性两种类型，其中OH-不能出现在电极反应中，而在碱性溶液中，H+不能出现在电极反应中，就像CH4和CH3OH等燃料电池，其中碳(C)以CO32 -离子的形式存在而不是释放CO2气体。
(3)应考虑转移的电子数
在同一个原电池中，负极失去的电子数必须等于正极获得的电子数，所以写电极反应时必须考虑电荷守恒。可以防止将总反应方程改写成电极反应方程而引起的错误，避免相关计算中的错误。
(4)使用一般反应方程式
理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，加两个电极反应就可以得到总反应方程式。所以只要知道总反应方程和其中一个电极反应，就可以写出另一个电极反应方程。
四、一次电池原理的应用
原电池的原理广泛应用于工农业生产、日常生活和科学研究中。
1.化学电源:人们利用一次电池原理，将化学能直接转化为电能，制成各种电池。如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等。在现代生活、生产、科研和科技发展中，电池发挥着不可替代的作用，从太空火箭、卫星、飞机和船只到计算机、电话、手机和起搏器。