1、第三节 化学能转化为电能-原电池 参考资料 1、原电池的正负极的判断方法 （1）由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金 属或能导电的非金属为正极。 （2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子流动方向是由 负极流向正极。 （3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内， 阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。 （4）根据原电池两极发生的变化 来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 其正极总是得电子发生还原反应。 （5）根据电极现象判断。 溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 2、原电池的应
2、用 （1）加快氧化还原反应的速率 如实验室用 Zn 和稀 H2SO4（或稀 HCl）反应制 H2，常用粗锌，它产生 H2的速率快。 原因是粗锌中的杂质和粗锌、稀 H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生 H2的 速率加快。 如果用纯 Zn，可以在稀 H2SO4溶液中加入少量的 CuSO4 溶液，也同样会加快产生 H2 的速率，原因是 Cu2+Zn Cu+Zn2+，生成的 Cu 和 Zn 在稀 H2SO4的溶液中形成原电池，加 快了锌的腐蚀，产生 H2的速率加快。 （2）比 较金属的活动性强弱 例如：有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀 H2SO4中，观察到 A 极溶解，B 极
3、上 有气泡产生，根据电极现象判断出 A 是负极，B 是正极；由原电池原理可知，金属活动性 AB， 即原电池中，活泼性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 （3）设计原电池 例如：利用 Cu+2FeCl3 2FeCl2+CuCl2的氧化还原反应设计原电池，由反应式可知： Cu 失去电子作负极，FeCl 3(Fe3+)在正极上得到电子，且作电解质溶液，正极为活泼性比 Cu 弱的金属离子或导电的非金属等。 如图： 负极(Cu)2e Cu2+(氧化反应) 正极(C)：2Fe 3+2e 2Fe2+(还原反应) （4）金属的腐蚀（从理论上揭示钢铁腐蚀的主要原因） 金属腐蚀的本质是：Mne Mn+发生氧化
4、反应，氧化金属（如 Fe）的最主要的氧 化剂是空气中的 O2，其次是酸性电解质溶液中的 H+ 腐蚀规律： 原电池腐蚀中，两金属活动性相差越大，活泼金属腐蚀越快。 对同样的电极，强电解质引起的腐蚀弱电解质引起的腐蚀非电解质引起的腐蚀 【多彩化学】电池的服务寿命 电池是一种化学物质，因而也是有一定服务寿命的，诸如干电池（包括普通的碱性电 池）等一次电池是不能充电的，服务寿命当然只有一次。对于充电电池，一般我们以充电 次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在 300700 次左右，镍氢电池的 可充电次数一般为 4001000 次，锂离子电池为 500800 次。充电电池的服务寿命不仅受制
5、 作电池采用的原料、制作工艺等因素的影响，还与电池的充放电方法 及实际使 用情况有密 切关系。例如，某人于 1985 年开始使用的 6 节 HITACHI（日立）镍镉电池，一直到现在还 在继续使用，只是电池容量有些降低了。看来，只要使用方法合理，充电电池是完全可以 达到甚至大大超过标称的服务寿命的。 质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质，无电 解质腐蚀问题，能量置换效率高，无污染，可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定 电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景，尤其是电动车的 最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。 弯曲
6、异形的高分子电池 现在另外一种新型电池-高分子电池，也被各大手机厂商看好。 其实高分子电池只是一个泛称，一般指构成电池的正极、 负极与电解质三要素中，至少有 一项使用高分子作为主要材料。目前高分子主要被应用在正极与电解质。由于 使用高分子 取代电池中的电 解液，因此不必再有为了封闭液状电解液的外部壳子，所以这样电池可以 从根本上避免漏液的问题；而且电池内部是胶态的固体，所以可以制成薄型电池，在 2.6V、400mAh 容量的情况下其厚度只有 0.5mm；还可以设计成多种形状，这种电池最大可 弯曲 90 度左右。这在一些“异形”手机中是相当方便应用的。 固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它 无材料腐蚀和电解液 腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用， 使其综合效率可由 50%提高到 70%以上；它的燃料适用范围广，不仅能用 H2，还可直接用 CO、天然气(甲烷)、煤汽化气、碳氢化合物、NH 3、H 2S 等作燃料。这类电池最适合于分散 和集中发电
