第1个回答 2020-01-12
原电池
的工作
原理
当把锌板和铜板平行放入盛有
稀硫酸
的
烧杯
里，用连有
电流计
的导线连接两极时，可以观察到三个重要的现象：锌片溶解，
铜片
上有
气体
逸出，
导线
中有电流通过。
此外,在食盐
溶液
加快生锈的过程中,也发生了原电池反应
透过这些现象，分析两极反应的实质，便可理解原电池是怎样把
化学能
转变为
电能
的原理。锌是活泼
金属
，容易失去
电子
变为
锌离子
。锌
电极
发生的电极反应式是：
锌片
Zn－2e-＝Zn2+
（氧化反应）
锌离子进入溶液，使得溶液里的正电荷过多；同时锌失去
的电子
沿导线经电流计流入铜片，使溶液里原有的
氢离子
在铜电极上被还原成
氢原子
，这样溶液中多余的正电荷就被中和；氢原子又结合成氢
分子
并放出。铜电极发生的电极反应式是：
铜片
2H+＋2e-=H2↑
（还原反应）
由于在锌、铜两个电极上不断发生的
氧化还原反应
，使化学能转变为电能。锌片是给出电子的
一极
，是电池的
负极
，铜片是电子流入的一极，是电池的
正极
。电流的方向同
电子流
的方向相反，从正极铜流向负极锌。
在原电池内
电解质溶液
中，
阴离子
流向负极，阳离子流向正极；
碱性
介质
下的
甲烷燃料电池
负极：CH4+10OH
-
-
8e-===CO32-
+7H2O
正极：2O2+8e-+4H2O===8OH-
离子方程式为：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O
总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
；
燃料电池的负极一定是
燃料
，因为电解质溶液是KOH溶液，所以生成的是CO3^2-不是CO2
负极：CH3CH2OH
-
12e-
+
16OH-
==
2CO3^2-
+
11H2O
正极：O2
+
2H2O
+
4e-
==
4OH-
总方程式：CH3CH2OH
+
3O2
+
4OH-
==
2CO3^2-
+
5H2O
；
从反应方程式中铅的
化合态
PbO2和PbSO4可知：在稀H2SO4环境中＋4价和＋2价的铅分别与O2－和SO42－的结合能力强。
（一）放电时：（负极）Pb失2个电子变成＋2价的铅后马上与电极周围的SO42－结合成PbSO4附在电极上，电极式为Pb-2e-+
SO42－==
PbSO4
；（正极）：PbO2
中的＋4价的铅得到2个电子变成＋2价的铅后马上与电极周围的SO42－结合成PbSO4附在电极上，释放出的O2－与溶液中的结合成H2O，电极式为PbO2+
2e-+4
H＋+SO42－==
PbSO4+
2H2O；故放电时总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4==
2PbSO4+
2H2O。
（二）充电时：（阴极）电极上的PbSO4中＋2价的铅得到
电源
送来的2个电子变为Pb后释放出SO42－，电极式为PbSO4+
2
e-==Pb
+SO42－；（阳极）电极上的PbSO4中＋2价的铅被电源夺去2个电子变为＋4价的铅，＋4价的铅强行去夺H2O中的O2－，使自己变为PbO2，同时又使H2O中的H＋释放出来，电极式为PbSO4+
2e-+2H2O＝＝PbO2+4H＋；故充电时总反应式为2PbSO4+2H2O＝＝PbO2+Pb+2H2SO4。