原电池正负极判断误区
原电池正负极判断，失电子的一极为负极，得电子的一极为正极。不能简单从金 属的活动性来作判断，更不能认为活动性强的金属一定为负极，活动性弱的为正极。 一、铝、镁原电池 铝和镁在稀硫酸溶液中组成原电池，镁和铝都能与稀硫酸反
应，镁更容易失电子，镁为负极；铝和镁在氢氧化钠溶液中组成原电池，因镁不与氧 化钠溶液反应，真正失电子是铝。 【例 1】如图 1 所示将镁片和铝片用导线相连， （1） 指出各池中的负极 ②电极反应式：
分别同时插入稀硫酸和氢氧化钠溶液中，回答下列问题： 材料并写出其电极方程式。 A 池：正极 ，负极 。 ①负极材料：
A 池 ，B 池 。
B 池：正极 ，负极 。
（2） 从构成原电池的几个组成 解析：
部分来看，判断原电池的负极，除了要考虑金属的活泼性外，还要考虑 。
在 A 池中可与稀硫酸发生化学反应的有镁和铝 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；2Al+3H2SO4=Al2 （SO4）3+3H2↑由于镁的金属活泼性大于铝，所以该电池中的化学反应为 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，镁失电子作电池负极，铝作正极。在 B 池中能发生的化学反应 只有铝和碱的反应，即 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3O2↑，所以该电池中铝失电子作电 池负极，而镁只能作正极。 ②A 池：正极 2H++2e-=H2↑ 6H2O+6e-=3H2↑+6OH氧化还原反应。 写。 正极。 答案： （1） ①A 池镁作负极材料，B 池中铝作负极材料 负极 Mg-2e-=Mg2+ B 池：正极 （2） 池中能够发生的
负极 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O
易错点提示：认为 Mg 的金属性大于 Al，将正、负极颠倒而出现错
点评：学习电解原理，记住以下口诀：失电子的一极为负极，得电子一极为 二、铜、铝原电池 铜和铝在稀硫酸中组成原电池，失电子是铝；如果 【例 2】某研究性学
在浓硝酸溶液中，因铝与浓硝酸发生钝化，真正失电子是铜。
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习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、 铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。 （1）若电解质溶
液为 0.5mol/L 硫酸，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向_________（填“铝”或 “铜”） 。铝片上的电极的反应式为__________________________________________； （2） 若用浓硝酸作电解质溶液，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向_________ （填 “铝”或“铜”），铝片为________极（填“正”或“负”）。铜极上电极反应式为： ______________ ， 正极上发生的电极反应式为 __________________________________________； （3）若电解质溶液为 0.5mol/L
氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为 ____________________________ 。通过上述实验探究，你受到的启 __________________________________________ 。 解析：在稀硫酸溶液中铝比铜
活泼，构成原电池时铜为正极，铝为负极；而在浓硝酸中，铝被钝化，铜溶解，所以 铜为负极，电流总是由正极流向负极；在氢氧化钠溶液中镁不失去电子，而铝失去电 子。 答案：（1）铝；2Al+6H+=2Al3++3H2↑；（2）铜；正，Cu-2e-=Cu2+； （3）2H2O+2e-=2OH-+H2↑ 启示 1：电极类型与电
2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2O 解质溶液性质有关；
启示 2：金属活泼性相对某溶液而言，不同的物质相对同一 启示 3：根据电极类型比较金属活泼性不一定正 （作者单位：湖北省
种金属，可能活泼性发生变化； 确；
启示 4：可以通过电流流向确定金属的相对活泼性。 责任编校 李平安
嘉鱼县南嘉中学）
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化学能与电能的转化—原电池专题 1、概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 3、构成原电池的条件：（1）电极为导体且活泼性不同；（2）两个电极接触（导线连接或直接接触）；（3）两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。 【例题分析】 例1、在如图所示的8个装置中，属于原电池的是（） A．①④ B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦ 4、电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 5、原电池正负极的判断方法： ①依据原电池两极的材料： 较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）； 较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。 ②根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路 流向原电池的正极。 ③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。 ④根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。 正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。 6、原电池电极反应的书写方法： （i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下： ①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 ③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱 介质和水等参与反应。 （ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
原电池的形成条件 是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电 流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，即是只能将化学能 转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。 定义 在高中阶段来说，原电池是将化学能直接转化为电能的一种装置。其原理也是通 过化学反应（在正负极发生不同的氧化还原反应）使闭合电路中产生电子流，从 而产生电流的。其中在正极发生还原反应，负极发生氧化反应。概述 原电池是将化学能转变成电能的装置。所以，根据定义，普通的干电池、燃料电 池都可以称为原电池。 组成原电池的基本条件： 1．将两种活 泼性不同的金属(或导电单质)(Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子)(一种是相对较活泼金属一种是相对较不活泼金属)2．用导线连接后插入电解质 溶液中，形成闭合回路。3．要发生自发的氧化还原反应。 原电池工. .. 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还 原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在 负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发 生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移 动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序 的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原 电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反 应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属 或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定 的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原 反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。 形成前提：总反应为自发的氧化还原反应
电化学：高中常见电化学方程式的书写 一、原电池： 1、铜锌原电池（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸）： 正极： 负极： 总反应式： 2、铝铜原电池（电极材料：铜和铝；电解质溶液：稀硫酸。） 正极： 负极： 总反应式： 3、铝铜原电池（电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：浓硝酸） 正极： 负极： 总反应式： 4、 “纽扣”电池(|()|)Zn OH aq Ag O -2 正极： 负极： 总反应式：Zn Ag O H O Zn OH Ag ++=+2222() 5、镁铝强碱溶液的原电池（电极材料：镁片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液） 正极： 负极： 总反应式： 6. 氢镍电池[] H OH aq NiO OH 2|()|()- 正极： 负极： 总反应式：H NiO OH Ni OH 2222+=()() 7. 铅蓄电池(|()|)Pb H SO aq PbO 242 正极： 负极： 总反应式： 8、氢氧燃料电池（H 2SO 4溶液作电解质）： 正极： 负极： 总反应式： 9、氢氧燃料电池（KOH 溶液作电解质）： 正极： 负极： 总反应式： 10、氢氧燃料电池（NaCl 溶液作电解质）： 正极： 负极： 总反应式： 11、氢氧燃料电池[电解质为熔融ZrO 2(掺杂有Y 2O 3)]： 正极： 负极： 总反应式： 15、甲烷燃料电池（KOH 溶液作电解质）： 正极： 负极： 总反应式： 16、熔融盐燃料电池：（用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质，CO 作阳极燃气，空气与CO 2的混合气为阴极助燃气： 正极： 负极： 总反应式： 17、铝–空气–海水电池（KOH 溶液作电解质）：
1．据组成原电池的两极材料判断 一般情况下，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属为正极。 例如：锌、铜和稀H 2SO 4 构成的原电池中，由于锌比铜活泼，所以锌为负极，铜为正 极。但是，要特别注意电解质溶液对正负极的影响。如： 镁、铝和稀H 2SO 4 形成的原电池：由于镁和铝在稀H 2 SO 4 中镁失电子能力要强，所以 镁为负极，铝为正极。而在镁、铝和稀H 2SO 4 、NaOH溶液形成的原电池：由于电解质溶液 为NaOH溶液，铝要溶解而镁不溶解，所以铝为负极，镁为正极。 2．据电流方向或电子流动方向判断 电流是由正极流向负极，电子是由负极流向正极。 3．据电解质溶液里离子的定向移动方向判断 在原电池的电解质溶液里，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。 4．据两极发生的反应判断 原电池的负极总是失去电子发生氧化反应，正极总是得到电子发生还原反应。 5．根据电极产生的现象判断 （1）据电极质量的变化判断 原电池工作一段时间后，若某电极的质量增加，说明溶液中的金属阳离子在该电极上放电，该电极活泼性较弱为正极。反之，若某电极的质量减小，说明该极金属溶解，该电极活泼性较强为负极。例如： （2 原电池工作时，若某电极上有气泡产生，是因为该电极上有H 2 析出，说明该极为正极，活泼性较弱。 （3）据电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，若某电极附近溶液的pH增大了，说明该电极活泼性较弱为正极。
6．据原电池反应方程式判断 原电池反应均为可自发进行的氧化还原反应。在原电池反应方程式中，先判断出氧化剂和还原剂，则总是还原剂（氧化剂）失（得）电子为负（正）极。例如：某原电池总反应式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，从离子方程式中我们可以看出铜失去电子被氧化成为正二价的铜离子，所以铜为负极。 7．据与原电池相连的用电器判断 与原电池相连的不同的用电器，会产生不同的现象，根据用电器所产生的现象可判断原电池的正负极。 （1）若连有电流表，则可根据电流表指针的偏转方向判断原电池的正负极.（2）若连接电解池，则可根据电解池两极上固体质量的变化、气体的产生、附近溶液颜色的变化、溶液中有色带电粒子的移动趋势等判断原电池的正负极。
原电池正负极判断的方法 ①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，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移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 ⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。 ⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。 ⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。 原电池： 1.定义：将化学能转化为电能的装置。 2.工作原理： 以铜-锌原电池为例 （1）装置图：
（2）原理图： 3.实质：化学能转化为电能。 4.构成前提：能自发地发生氧化还原反应。 5.电极反应： 负极：失去电子；氧化反应；流出电子 正极：得到电子；氧化反应；流入电子 原电池中的电荷流动: 在外电路(电解质溶液以外)，电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正电荷)向正极移动，阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动，电性趋向平衡的闭合电路。
一、原电池的原理 1.构成原电池的四个条件以铜锌原电池为例 ①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路 2.原电池正负极的确定 ①活拨性较强的金属作负极，活拨性弱的金属或非金属作正极。 ②负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应 ③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极 ④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极，阴离子会移向负极区。 Cu-Zn原电池：负极: Zn-2e=Zn2+ 正极：2H+ +2e=H2↑总反应：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑ 氢氧燃料电池，分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下： 碱作电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH- 酸作电解质：负极：H2—2e-=2H+ 正极：O2+4e-+4H+=2 H2O 总反应都是：2H2+ O2=2 H2O 二、电解池的原理 1.构成电解池的四个条件以NaCl的电解为例 ①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源
一次电池 1、伏打电池：（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4） 负极：正极： 总反应方程式（离子方程式） Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极：正极： 总反应方程式（离子方程式） Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀) 3、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) 负极：正极： 化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 5、普通锌锰干电池：(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物) 负极：正极： 6、碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物） 负极：正极： 化学方程式 Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)2 7、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH ) 负极：正极： 化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 8、铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水） 负极：正极： 总反应式为： 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面） 9、镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg 电解液KOH） 负极(Al)：正极(Mg）： 化学方程式： 2Al + 2OH– + 6H2O ＝ 2〔Al（OH）4〕—+ 3H2 二次电池（又叫蓄电池或充电电池） 1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—浓硫酸） 放电时负极： 正极：
2020年03月07日原电池原理正负极电子流向电极反应式 综合练习题 学校： ___________ 注意事项：注意事项： 2、请将答案正确填写在答题卡上 第1卷 一、单选题 ( ) ①Zn 质量减少，Cu 质量不变； A D ．①③⑤ 2.化学能与热能、电能等能相互转化.关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( ) A.图1所示的装置能将化学能转变为电能 B.图2所示的反应为吸热反应
C.中和反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低 D.化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成 3.等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，并向a中加入少量铜粉，下图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系正确的是( ) A. B. C. D. 4.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验 ①A、B用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,A极为负极 ②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电子由C→导线→D ③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4,C极产生大量气泡 ④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应 则四种金属的活动性顺序为( ) A.A>C>D>B B.B>D>C>A C.C>A>B>D D.A>B>C>D 5.为了抵御海水的侵蚀,往往会在船体上安装大型的锌块,利用原电池反应:2Zn+2H2O+O2 = 2Zn(OH)2。下列说法正确的是( ) A.锌块作为原电池的负极,发生还原反应而被腐蚀
B.海水中的电解质如NaCl起到了导电的作用 C.正极的电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+ D.实际应用中,需用锌块覆满船体,完全隔绝海水以防止钢铁被腐蚀 6.下列关于原电池的说法中,错误的是( ) A.原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置 B.原电池中,正极发生氧化反应 C.原电池的电子从负极经导线流向正极 D.原电池的负极材料一般比正极活泼 7.下列装置中,电解质溶液均为稀硫酸,其中不能构成原电池的是( ) A. B. C. D. 8.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O CO向电极B移动 C．电池工作时，2- 3 CO D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=22- 3 9.下列各个装置中能构成原电池的是（）
原电池正负极判断和电极反应式的书写 一、原电池正负极的判断 1、发生失电子氧化反应的电极为负极，发生得电子还原反应的电极为正极。 2、依据外电路中电子的流向：电子流出的电极为负极，电子流入的电极为正极。 3、依据内电路电解质溶液中离子的移向：阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。 4、依据反应现象判断：通常负极会逐渐溶解，正极有气体产生或固体析出。 5、原电池的正负极判断不仅要看两极活性的相对强弱，还要看电解质的种类。 一、原电池电极反应式的书写 方法：第一步准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。第二步根据溶液中离子参加反应情况确定电极反应；第三步将电极反应相加得总反应式。 ⑴负极 ①若负极材料本身被氧化，电极反应式有两种情况：一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液反应，此时的电极反应式可表示为M-ne-=M n+;另一种情况是生成的阳离子与电解质溶液反应，此时的电极反应要将两个反应叠加在一起。 例题1、写出镁铝为电极，稀硫酸为电解质溶液构成的原电池的电极反应和总反应 正极：负极： 总反应： 2、镁铝为电极，氢氧化钠溶液为电解质溶液构成的原电池 正极：负极： 总反应： 3、铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中 正极：负极： 总反应： 4、铁片和铜片同时插入硫酸铜溶液中 正极：负极： 总反应： ②若负极材料本身不参加反应，如燃料电池，在书负极反应时要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液的反应叠加在一起书写。 例5、飞船上使用的电池是氢氧燃料电池。如图，两电极均由多孔性碳（或铂）组成。通入气体在电极表面放电，总反应式为2H2+O2=2H2O。按要求写出电极方程式 酸性介质中： 正极：负极： 碱性介质中： 正极：负极： 中性介质中：
如何确定原电池的正负极 原电池是电化学部分的重点和难点，判断原电池正负极是分析一个原电池反应的基础，两个活动性不同的金属电极，哪种金属作负极，不仅与金属的活泼性有关，还与电解质溶液的酸碱性、电解质的强氧化性等性质有关。 一、正负极由金属本身的活动性决定 例1：关于如图所示装置的叙述，正确的是 A．铜是阳极，铜片上有气泡产生 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．氢离子在铜片表面被还原 解析：图示装置组成的是Zn—Cu原电池，活动性强的金属锌为负极，发生反应：Zn－2e－=Zn2+，铜为正极发生反应：2H++2e－=H2↑，总反应为：Zn+2H+=Zn2++H2↑。原电池工作时，电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)，电流方向与电子流向相反。 正确答案：D 二、与电解质溶液的氧化性有关 例2：如图所示由浓H2SO4、Zn、Al组成一个原电池，已知Zn、Al过量。试写出可能的电极反应式，并指出正、负极及电极反应类型。 (1)Al片：_____________、_______________。 (可不填满，也可补充，下同) (2)Zn片：_____________、_______________。 解析：浓H2SO4有强氧化性，Al在浓H2SO4中钝化，所以 开始时，活动性相对弱的Zn与浓H2SO4反应：Zn+2H2SO4 =ZnSO4+SO2↑+2H2O，Zn失去的电子经外线路转移到Al片上，H2SO4分子在Al片上得电子变成H2O 和SO2。随着反应的不断进行，浓H2SO4变成稀H2SO4，此时活动性强的Al与稀H2SO4比Zn发生反应：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，Al失去的电子经外线路转移至Zn片上，稀H2SO4中的H+在Zn片上得电子变成H2逸出。 参考答案：(1)开始时，正极：2H2SO4+2e－=SO2↑+2H2O+SO42－(还原反应)；后来，负极：2Al－6e－=2Al3++3H2↑(氧化反应)
原电池是高中化学的一个难点，又极易与电解池混淆，尤其是对原电池的电极反应书写学生总是感觉难。因此，老师在复习这部分知识时要善于对知识点和方法进行归纳总结，使学生在理解原电池基本原理的基础上，归纳原电池的基本形式，掌握每一类原电池电极反应的书写方法与技巧，就能有效突破这一难关。 一，正确理解和记忆原电池原理是书写电极反应式的前提。 1、用图象清析原电池的原理。 原电池的基本原理可以用下图清析直观的列示：正负极的判断、正负极发生的反应类型、内电路（电解质溶液中）阴阳离子的移动方向、外电路中电子的流向及电流方向等。 2、用“口诀”归纳记忆原理 显然，要正确理解原电池的基本原理，就要准确把握原电池中“自发进行的氧化还原反应、原电池正负极的确定、外电路电子的流向、内电路（电解质溶液）中阴阳离子的移动方向”等基本要素。为了让学生能理解和记住上述基本要素，我用“口诀”概括上述基本原理，读起来既上口又易记，用起来便得心应手了。“口诀”为：“原电池有反应，正极负极反应定；失升氧是负极，与之对立为正极；外电路有电流，依靠电子负正游；内电路阳离子，移向正极靠电子；阴离子平电荷，移向负极不会错。” 其中“原电池有反应”是指原电池有自发进行的氧化还原反应发生，是将化学能转化为电能的装置；“正极负极反应定”是指原电池正负极的确定要依据所发生的氧化还原反应来定。“失升氧是负极，与之对立为正极”是原电池正负极的正确判断方法，而不能简单的记为“相对活泼的金属为负极，而相对不活泼的金属或非金属为正极”，再给学生例举以下两个原电池让学生加深理解正负极的确定。
“内电路阳离子，移向正极靠电子”意思是正极上有带负电的电子，从而能吸引阳离子向正极移动；其余几句不言而喻，就不再解释了。 二，归纳原电池的基本形式，由浅入深，各个击破电极反应式的书写。 正确书写原电池电极反应式的基本方法和技巧是：首先要正确书写原电池中自发进行的总反应，如果是离子反应的就应该书写离子方程式，然后再将反应拆分为氧化反应即为负极反应，还原反应即为正极反应。如果是较为复杂的电极反应如燃料电池电极反应的书写则一般先写总反应和简单的电极反应，然后用总反应减简单的电极反应就可得到复杂的一极电极反应。 根据考试大纲要求学生会书写电极反应的原电池的基本形式有如下几类： 1、金属与酸（H+）、盐(Mn+)构成的原电池 金属与酸（H+）、盐(Mn+)构成的原电池是最基本的一类原电池，也是学生要重点掌握的一类原电池，这类原电池的实质是负极金属失电子被氧化，正极H+、Mn+得电子被还原，可根据原理直接书写。 2、金属与碱反应的非置换反应类型原电池 这类原电池在中学阶段主要是铝和其它金属或非金属碳在氢氧化钠溶液中形成的原电池，其总反应为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，该电池的实质是负极金属铝失电子被氧化为Al3+，然后是Al3+ + 4OH- = AlO2- +2H2O,因此负极的电极反应应为：2Al + 8OH- -6e- = 2AlO2- +4H2O；而正极是H2O得电子被还原生成H2，故正极反应为：6 H2O+6e- =6 OH-+3 H2↑。 3、金属的吸氧腐蚀类原电池
考点 原电池中正负极的判断 1.（2019全国Ⅰ卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是 A. 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B. 阴极区， 氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+ 2H ++2MV + C. 正极区，固氮酶催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3 D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 2.（2019全国Ⅲ卷）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D ?Zn ）可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D ?Zn —NiOOH 二次电池，结构如下图所示。电池反 应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)???→←???放充电电 ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 A. 三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高 B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH ?(aq)?e ?NiOOH(s)+H 2O(l) C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH ?(aq)?2e ? ZnO(s)+H 2O(l) D. 放电过程中OH ?通过隔膜从负极区移向正极区 3．（2018课标Ⅲ）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x （x =0或1）。下列说法正确的是
A. 放电时，多孔碳材料电极为负极 B. 放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C. 充电时，电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移 D. 充电时，电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1－ 2 x ）O 2 4．（2016课标Ⅱ）Mg —AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A ．负极反应式为Mg-2e -=Mg 2+ B ．正极反应式为Ag ++e -=Ag C ．电池放电时Cl -由正极向负极迁移 D ．负极会发生副反应Mg+2H 2O=Mg(OH)2+H 2↑ 1．工作原理示意图(以铜锌原电池为例) 2．原电池电极的判断
原电池正负极的确定 ① 由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强（针对电解质溶液而言）的金属为负极（一般地，负极材料与电解质溶液要发生反应），相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。如： Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中: 负极为Mg: Mg - 2e- = Mg2+ ; 正极为Al: 2H+ + 2e- = H 2 但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al。（思考：Al—Cu—HCl 溶液、Al—Cu—浓HNO 3 溶液构成的原电池中的负极分别为什么？） ② 由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加 或不变，该电极发生还原反应，则此电极为正极。如：Zn—C—CuSO 4 溶液构成的原电池中，C电极上会析出紫红色固体物质，则C为此原电池的正极。 ③ 根据实验现象确定：一般可以根据电极附近指示剂（石蕊、酚酞、湿润的KI–淀粉等）的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况，是氧化反应还是还原反应，是H+还是OH－或I－等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性，是H+放电导致c(OH－)＞c(H+)，H+放电是还原反应，故这一极为正极。 ④ 如两极都是惰性电极（一般用于燃料电池），则可以通过定义和总反应式来分析，发生氧化反应的气体（或对应物质）所对应的一极为负极。如碱性溶 液中的甲醇燃料电池，其总反应式为：2CH 3OH+3O 2 +4KOH=2K 2 CO 3 +6H 2 O，CH 3 OH被氧 化，则通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极。 ⑤ 如果题目给定的是图示装置，可根据电子流动方向或其它提示来分析正、负极。 原电池正、负极的确定 (1)由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。一般，负极材料与电解质溶液要能发生反应，如：Mg－Al－HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al。 (2)根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。如：甲醇燃烧电池，顾名思义，甲醇燃烧一般生成二氧化碳，则碳的价态升高，失电子。所以通入甲醇的电极为负极。 (3)由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发
专题讲座(三) 判断原电池的正、负极及电极反应式的书写 1．判断原电池的正、负极。 (1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注：一定要注意实际情况，如：Mg —Al —NaOH ，Al 才是负极；Al —Cu —浓硝酸，Cu 才是负极)。 (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(负失氧)，其正极总是得电子发生还原反应(正得还)。 (5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极，电极增重(有金属析出)或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性，可用于一些非常规的原电池的电极判定，如Al —Cu —稀硫酸，但不适用于目前许多的新型燃料电池的电极的判定)。 学习中常犯的错误是原电池正负极的判断，不一定是较活泼的金属一定作负极，而要看是否发生氧化反应。如：铁、铜和浓硝酸组成的原电池，虽然铁的活泼性比较强，但不能与浓硝酸反应，而铜可以，因此铜作负极，铁作正极。 2．电极反应式的书写。 (1)一般电极反应式的书写。 (2)复杂电极反应式的书写。 复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式 如书写CH 4在酸性燃料电池中
总反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O 正极反应式：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O 负极反应式：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ (3)注意问题。 ①书写电极方程式时一定要考虑电解质溶液的酸碱性，如氢氧燃料电池，在酸性溶液中，负极反应：H2－2e－===2H＋；在碱性溶液中负极反应为：2H2＋4OH－－4e－===2H2O。 ②原电池中正、负极电极反应式，对于强弱电解质的书写形式，一般要求与离子方程式相同。 (4)题目给定总反应式。 ①分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正、负电极的反应物与产物。 ②在反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 ③根据质量守恒配平电极反应式。 [练习]____________ ____________________________ 1．一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( ) A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 解析：燃料电池中，负极燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应，即负极反应中不可能有氧气参与。 答案：C 2．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( ) A．有O2参加反应的a极为电池的负极 B．b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O C．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
原电池电极反应方程式的书写 原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠；可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护，是现代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。 分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一是根据题给电池反应方程式书写；二是根据题意文字叙述书写。下面就结合2009年高考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。 一、根据题给电池反应方程式书写 例1（07天津卷13）天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时，LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为放电LiCoO2+C6，下列说法正确的是（） CoO2+LiC6 充电 A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-=Li++C6 B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2 C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低 解析：可充电电池放电时发生原电池反应，两个电极称为正、负极；充电时发生电解反应，两个电极称阴、阳极。 该充电电池放电时：CoO2+LiC6＝LiCoO2+C6 ，B选项就是考查原电池电极反应方程式的书写。 首先分析元素化合价的变化（如果化合价确定较难，就要充分利用题给信息）根据题意：充电时，LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。可知放电时CoO2中+4价的Co变为LiCoO2中+3价的Co，LiC6中0价的Li变为LiCoO2中+1价的Li 然后根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，写出两个电极的物质变化，但要注意物质的存在形式。如负极物质变化可表示如下：LiC6＝Li+ 分析化合价的变化，此过程中要失去一个电子，可表示如下：LiC6-e-＝Li+其次检查方程式左右两边电荷是否相等。上式中左右两边各带一个单位的正电荷。若不相等，就要选择合适的离子配平电荷，但这时要特别注意介质的影响。如酸性介质时，常选H+；而碱性介质时，常选OH-. 最后，还要检查是否符合质量守恒。 所以，负极的电极反应方程式就表示为：负极LiC6-e-＝Li++ C6 将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下： 列物质，标得失（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失） 选离子，配电荷（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒）
高中化学复习知识点：原电池正负极判断 一、单选题 1．应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是（） A．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 B．推广可再生能源有利于经济可持续发展 C．如图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极 D．光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能 2．a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，电流由a经导线流向b，c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡，b、d相连时，H+移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a 3．锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确 ．．．的是 A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li+通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2+4e—==2O2— D．电池总反应：4Li+O2+2H2O==4LiOH 4．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。有关该电池的说法正确的是( )
A ．反应CH 4＋H 2O 3H 2＋CO ，每消耗1 molCH 4转移12 mol 电子 B ．电极B 上发生的电极反应：O 2＋2CO 2＋4e －＝2CO 32－ C ．电池工作时，CO 32－向电极B 移动 D ．电极A 上H 2参与的电极反应：H 2＋2OH －－2e －＝2H 2O 5．人造地球卫星上使用的一种高能电池（银锌蓄电池），其电池的电极反应式为：Zn+2OH --2e -=ZnO+H 2O ，Ag 2O+H 2O+2e -=2Ag+2OH -。据此判断氧化银是（ ） A ．负极，被氧化 B ．正极，被还原 C ．负极，被还原 D ．正极，被氧化 6．把A 、B 、C 、D 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A 、B 相连时，A 为负极；C 、D 相连时，D 上产生大量气泡；A 、C 相连时，电流由C 经导线流向A ；B 、D 相连时，电子由D 经导线流向B ，则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A ．A>B>C>D B ．A > C >D>B C ．C>A>B>D D ．B>A>C>D 7．镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为()()()222222充电 放电Cd OH Ni OH Cd NiO OH H O +++?，由此可知，该电池的负极材料是 ( ) A ．Cd B ．()2Ni OH C ．()Cd OH D ．()2Ni OH 8．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag ＋Cl 2＝2AgCl 。下列说法正确的是 A ．正极反应为AgCl ＋e －＝Ag ＋Cl － B ．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C ．若用NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
原电池正负极判断的方法 河北省宣化县第一中学栾春武 在中学化学中判断原电池的正负极一般有如下几种方法： 一、由组成原电池的两极材料判断 一般来说，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生了反应，失去了电子，因此铝为负极，镁则为正极。再如铝、铜和氢氧化钠溶液构成的原电池中，铝为负极；而若把氢氧化钠溶液换为浓硝酸，则铜为负极。 二、根据外电路电流的方向或电子的流向判断 在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 三、根据内电路离子的移动方向判断 在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 四、根据原电池两极发生的化学反应判断 原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总的化学方程式中化合价的升降来判断。 五、根据电极质量的变化判断 原电池工作后若某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。 六、根据电极上产生的气体判断 原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢气的反应，一说明该电极为正极，活动性较弱。 七、根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 例题分析 Cu + Zn2+，那么该原电池的正确组合为：【例题1】某原电池发生的总的离子方程式为：Zn + Cu2+ === 解析：原电池的电极反应不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。该题考查了原电池的组成，一般来说活泼金属为负极，且能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应。 答案：C、D 【例题2】某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下表：
1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO 2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 常见原电池 (1)一次电池 ①碱性锌锰电池 构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH 工作原理:负极Zn+2OH—－2e－=Zn(OH)2；正极:2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－ 总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。 ②钮扣式电池(银锌电池) 锌银电池的负极是Zn，正极是Ag20，电解质是KOH，总反应方程式：
Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点：此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。 ③锂电池 锂电池用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。 锂电池的主要反应为：负极：8Li－8e—＝8Li+；正极：3SOC12+8e—＝SO32－+2S+6Cl— 总反应式为：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特点：锂电池是一种高能电池，质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。 (2)二次电池 ①铅蓄电池: (1)铅蓄电池放电原理的电极反应 负极：Pb+S042—－2e—＝PbSO4；正极：Pb02+4H++S042—+2e—＝PbSO4+2H20 总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbS04+2H2O (2)铅蓄电池充电原理的电极反应 阳极：PbSO4+2H2O－2e－=PbO2+4H++SO42－；阴极：PbSO4+2e－=Pb+SO42－ 总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 ②镍一镉碱性蓄电池
常见原电池电极反应式 一、一次电池 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极：正极： 总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极：正极： 总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性) 负极：正极： 总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 ； (铁锈生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液) 负极：正极： 总反应化学方程式： 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物) 负极：正极： 总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 6、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物） 负极：正极： 总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 7、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH ) 负极：正极： 总反应化学方程式： Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag 8、镁铝电池：（负极－－Al，正极－－Mg，电解液KOH） 负极(Al)：正极(Mg）： 总反应化学方程式： 2Al + 2OH－+ 2H2O ＝ 2AlO2－+ 3H2↑ 9、高铁电池（负极－－Zn，正极－－碳，电解液KOH和K2FeO4） 正极： 总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2 10、镁/H2O2酸性燃料电池 正极：负极： 总反应化学方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O 二、充电电池 1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸） 负极：正极： 总化学方程式 Pb＋PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O 2、镍镉电池（负极－－Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液）放电时 负极：正极： 总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 三、燃料电池 1、氢氧燃料电池：总反应方程式：2H2 + O2 === 2H2O （1）电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：正极： （2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）