原电池中的三个方向

①电子方向:从负极流出沿导线流入正极;

②电流方向:从正极沿导线流向负极;

③离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。

(2)在原电池中,电流流动方向与电子流动方向相反。

(3)原电池的判定:一看有无外接电源,若有外接电源则为电解池,若无外接电源则可能为原电池;二看电极是否用导线相连并与电解质溶液形成闭合电路;三看电极与电解质溶液是否能发生自发的氧化还原反应。

二次电池

(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。

(2)电极的连接方法。

(3)书写电极反应时必须先识别是“充电”还是“放电”。

燃料电池

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,是一种连续地将燃料与氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。如氢氧燃料电池。

燃料电池电极反应书写的注意事项

(1)燃料电池的负极通可燃性气体,失去电子发生氧化反应;正极多通氧气或空气,得到电子发生还原反应,可根据电荷守恒来配平。

(2)燃料电池的电极,有很强的催化活性,起导电作用。

(3)燃料电池的电极反应中,酸性溶液中不能生成OH-,碱性溶液中不能生成H+;水溶液中不能生成O2-,而熔融电解质中O2被还原为O2-。

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经典例题[2019全国卷Ⅰ]

利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/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H2+2MV2+2H++2MV+

C. 正极区，固氮酶催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

【答案】B

【分析】

由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。

【解析】

A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；

B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；

C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；

D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。

故选B。

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