高中化学 | 原电池的类型及电极反应规律

一、仅有一电极材料参与反应

参与反应的金属电极本身为负极，另一电极往往为正极，负极是参与反应的金属失电子，正极是介质溶液中的粒子得电子（反应一般析氢、吸氧、析Cu、Ag等）。正极反应有如下规律：

1、以酸性较强的溶液为介质溶液时，正极一般发生析氢反应。

2、以接近中性的溶液为介质溶液时，正极一般发生吸氧反应。

3、以碱性溶液为介质溶液时，正极一般也是发生吸氧反应。

4、以含不活泼金属的盐溶液为介质溶液时，正极析出不活泼金属（Cu、Ag等）。

例1、我国首创的以铝-空气-海水电池为能源的新型航标灯，它以海水为电解质溶液，利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流，写出这种电池的电极材料和电极反应式。

解析：负极本身参加反应被氧化，正极必须能导电而本身不参加反应。电池负极材料为铝，电池正极材料为石墨等能导电的惰性材料。负极反应为

；因介质接近中性，故正极反应为

。

二、两电极材料均参与反应（常见于蓄电池或纽扣电池）

两电极材料通常由金属和金属化合物构成，金属作负极，电子得失均由两电极本身发生。在书写电极反应式时，应考虑电解质溶液对电极反应的影响（如生成难溶物、弱电解质等）。

1、介质为酸性溶液时，电极反应式两边不能出现

。

2、介质为碱性溶液时，电极反应式两边不能出现

。

例2、电子表和电子计算器中常用一种微型纽扣原电池，它以锌为负极，氧化银为正极，氢氧化钾溶液为电解质溶液，这种电池工作时，正极反应是（    ）

A、

B、

C、

D、

解析：因正极是氧化银得到电子发生还原反应，该电池的电解质溶液显碱性，故反应式两边不能出现

，所以，只能选D。

三、电极材料本身均不参与反应（常见于燃料电池）

两电极均为惰性电极（本身不参与反应，仅作导电载体），负极是还原剂即燃料失电子，正极是氧化剂得电子。在书写电极反应式时，应考虑电解质溶液对电极反应的影响。

（1）电解质溶液电池

这类电池的一般构成是“燃料-电解质溶液-O2”。介质显酸性时，正极反应为

；介质显碱性时，正极反应为

。

例3、将两铂片插入

溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷（或氢气、一氧化碳等可燃性气体）和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的_______，发生的电极反应是_______________，电池工作时总反应的离子方程式是_____________。通入一氧化碳时的电极反应式为负极：______________，正极：______________，总反应的化学方程式：___________________。

解析：甲烷是还原剂失去电子，应充入原电池的负极，因介质显碱性

故该电极的反应为

正极：

总反应的离子方程式为：

。

同理，通入一氧化碳的电极反应式为：

负极：

正极：

总反应的化学方程式为：

。

（2）离子晶体电池

这类电池的构成是“燃料-电解质晶体-O2”，晶体只传导离子，不参加电极反应。书写电极反应时应考虑电解质晶体所传导的离子。

例4、最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了

的

晶体，它在高温下能传导

。回答如下问题：

（1）以丁烷（

）代表汽油，这个电池放电时发生反应的化学方程式是_______________。

（2）这个电池的正极发生的反应是_________________，负极发生的反应是________________，固体电解质里

的移动方向是__________________，向外电路释放电子的电极是________________。

解析：由于电解质晶体不参加反应，故放电时的反应即为丁烷（

）与氧气的反应。电解质晶体传导的是

，则其正、负极反应中应有

生成和参加，固体电解质里

的移动方向是从正极移向负极，负极丁烷向外电路释放电子。故答案为：

（1）

；

（2）

从正极移向负极，负极向外电路释放电子。

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