【博硕教育】原电池、电解池的比较

原电池是把化学能转化为电能的装置，在原电池的两极发生氧化还原反应因电子转移而产生电流。参加氧化还原...







原电池是把化学能转化为电能的装置，在原电池的两极发生氧化还原反应因电子转移而产生电流。参加氧化还原反应的可以是电极材料本身，也可以是电极周围的物质，据此我们根据电极材料是否参加氧化还原反应把中学化学常见原电池分为三大类。



一.  仅有一电极材料参与反应

在这类原电池中，参与反应的电极失去电子、被氧化，是负极，一般为金属；不参与反应的另一电极为正极，正极周围的离子或分子（如：H+、Cu2+、O2、Cl2等）得电子、被还原。

如：教材上介绍的以Zn和Cu为电极材料，H2SO4溶液为电解质的原电池属于这一类。钢铁的电化腐蚀过程中形成的许多微小的原电池也属于这一类。

又如：以铜和石墨为电极材料，硝酸银溶液为电解质的原电池，铜电极参与反应，为负极，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；而正极银不参与反应，参与反应的是正极周围电解质溶液中的Ag+，电极反应式为：2Ag++2e-=2Ag。如果以铜和石墨为电极材料浸在氯水中组成的原电池，铜参与反应为负极，电极反应和上面相同；正极为石墨，不参与反应，而参与反应的是正极周围的氯水中的Cl2。电极反应式为：Cl2+2e=2Cl-。



二..两电极材料都参与反应

这一类电池的两电极材料分别由金属和金属的化合物组成。金属失去电子，被氧化，为负极。金属的化合物得电子，被还原，为正极。这一类电池一般可以充电。铅蓄电池、银锌钮扣电池都属于这类。

铅蓄电池放电时总反应的方程式如下：

Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O

Pb为负极，电极反应式为：Pb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2为正极，电极反应式为：PbO2+SO42- + 4H++2e-=PbSO4+2H2O

银锌钮扣电池放电时总反应的方程式如下：

Zn+Ag2O=2Ag+ZnO

Zn为负极，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

Ag2O为正极，电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

另2001年全国普通高等学校招生统一考试上海市综合能力测试题中涉及到的常用的镍镉电池、锂电池也属于这类，它们的总反应分别为：

Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2

Li+MnO2=LiMnO2



三.两电极都不参与反应

这类电池的电极材料均为惰性材料，常常为同一材料，但在两极周围的物质有差别。一极周围的物质有还原性，失电子，为负极；另一极周围的物质有氧化性，得电子，为正极。燃料电池则属于这类。

如氢氧燃料电池，天然气与氧气的燃料电池都是以多孔性碳、多孔性铂等惰性材料做两极，两电极浸在电解质溶液或熔化的电解质里。在一极通燃料气，另一极通氧气。通燃料的一极的燃料发生氧化反应，为负极，失电子；通氧气的一极的氧气发生还原反应，为正极，得电子。如果电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式为：

氢氧燃料电池：

负极反应：2H2+4OH--4e-=4H2O

正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-

天然气与氧气的燃料电池：

负极反应：CH4+10OH--8e--=CO32-+7H2O

正极反应：2O2+4H2O+8e-=8OH-

又如：以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐的混合物作电解质，CO为正极燃料气，空气与的混合气为负极助燃气，在650ºC下工作的燃料电池。其电极反应式为：

负极反应：2CO+2CO32--4e-=4CO2

正极反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-

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