電化學知識是以電解質溶液為載體，以氧化還原反應為核心，原電池的負極和

電解池的陽極是氧化極，原電池的正極和電解池的陰極是還原極。

第一類原電池，如銅鋅原電池，其組成條件有三條：

(1)兩個活潑性不同的電極(金屬與金屬、金屬與石墨碳棒、金屬與難溶金屬

氧化物);

(2)電解質溶液，至少要能與一個電極發生有電子轉移的氧化還原反應，一

般是置換反應；

(3)兩電極插入電解質溶液中且用導線連接。這種原電池中，較活潑的金屬

作負極，負極發生氧化反應，負極材料失去電子被氧化，形成陽高子進入溶液；較

不活潑的金屬作正極，正極上發生還原反應，溶液中原有的陽離子在正極上得到電

子被還原，析出金屬或氫氣，正極材料不參與反應。電子總是從負極沿著導線流入

正極。

因此，原電池現象是“負極下，正極上，電子就在中間轉”。其特點是金屬電

極與電解質溶液之間存在自發的氧化還原反應。

例1.某原電池的總反應是Zn+Cu2+=Zn2-+Cu,該原電池的正確組成

是()

A.B.C.D.

正極ZnCuZnCu

負極CuZnCuZn

電解質溶液CuChCuCl2ZnCl2ZnCl2

解析：從總反應可知，Zn失去電子，且Zn比Cu活潑，Zn應為負極。這是正

規原電池，負極要能與電解質溶液發生置換反應，只能用CuCk,故應選B。

第二類原電池的構成條件是：

(1)兩個活動性不同的電極；

(2)任何電解質溶液(酸、堿、鹽皆可)；

(3)形成回路。

這類原電池的特點是電極與電解質溶液不發生置換反應，電解質溶液只起導電

作用。其正極反應一般是吸氧腐蝕的電極反應式：02+2H:!0+4e=40H，

電化學腐蝕依然是原電池原理，分為析氫腐蝕(發生在酸性較強的溶液里，正

極上H.還原)和吸氧腐蝕(發生在中性、堿性或極弱酸性溶液里，正極上是氧氣被

還原：02+21120+4e=40ID?

例2.把鐵釘和碳棒用銅線聯接后，浸入0.01mol/L的食鹽溶液中，可能發生

的現象是()

A.碳棒上放出氯氣B.碳棒近旁產生0廠

C.碳棒上放出氧氣D.鐵釘上放出氨氣E.鐵釘被氧化

解析：由于Fe不與食鹽溶液反應，屬第二類原電池，溶液為中性，故發生吸

氧腐蝕的反應。鐵釘是負極，鐵被氧化，Fe-2e=FeJ碳棒上：02+2H20+

4e=40H-,應選B、E。

例3.有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內作為某種心臟病人的心臟

起博器的能源。它依靠人體內體液中含有一定濃度的溶解氧、H'和Z產進行工作。

請寫出兩極反應的方程式。

正極，負極。

解析：Pt、Zn和人體體液應構成第二類原電池，Zn為負極，其電極反應為：Zn

—2e==Zn",Pt為正極，發生吸氧腐蝕的反應，02+2H20+4e=40FT,但由于

體液中有1「，產生的3廠將與反應生成水，正極反應即為上述兩反應之和：

-

02+2H20+4e==40H

40IF+4ir==4H20

+

02+4H+4e==2H2O

綜上所述：用導線連接或直接接觸的任何兩種活潑性不同的金屬（其中一種可為

碳棒），只要其中一種是比Pt、Au活潑的金屬，與任何電解質溶液接觸均可構成原

電池。原電池中，較活潑的金屬作為負極；有的電解質溶液未參加反應，只是增加

了溶液的導電性。

常見化學電源有以下幾種，一次電池包括鋅鐳電池、堿性鋅鎰電池、鋅銀電池;

充電電池包括鉛蓄電池、銀鎘電池；燃料電池包括氫氧燃料電池、甲烷電池。

一、一次電池

電解質NH4CL

反應原理

Zn+2MnO2+2NH4CI=Mn2O3+ZnCl2+2NH3t+H2O

負極（Zn）：Zn-2e=Zn2+

+

正極（MnO2和C）：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3+2NH3T+H2O

2.堿性鋅鎰電池，為了延長電池壽命，提高性能，將普通鋅鎰電池中電解質氯化

鏤換為氫氧化鉀，負極材料Zn,正極材料MnC>2,電解質KOH。

反應原理

Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

負極(Zn)：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2

正極(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e=2MnO(OH)+2OH-

3.鋅銀電池(紐扣電池)，電池體積下，比能量大、電壓穩定，儲存時間長。負

極材料Zn,正極材料Ag2。，電解質KOH。

反應原理

Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

負極(Zn)：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2

正極(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH

二、充電電池(二次電池)

二次電池在放電時是原電池，遵循原電池工作原理；在充電時是電解池，遵循電

解原理；給二次電池充電充電時，外加電源的負極連接電池的負極。

1、鉛蓄電池，最常見的二次電池，負極板材料Pb,正極板材料PbO2,電解質

材料H2so4。

電池總反應：Pb+PbO2+2H2so4充電2Pbsc>4+2H2。

放電反應：

2

負極(Pb)：Pb-2e+SO4=PbSO4

+2

正極(PbO2)：PbO2+2e-+4H+SO4=PbSO4+2H2O

鉛蓄電池可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉。但比能量低、

笨重、廢棄電池污染環境等。其它二次電池：銀鎘電池、銀氫電池、鋰離子電池、聚

合物鋰離子蓄電池等一系列新型蓄電池已逐漸占領二次電池的市場。

2、銀鎘電池，體積較小，壽命更長。負極材料Cd,正極材料Ni。(OH),電

解質KOH,

.放電,

電池總反應:“充電2Ni(OH)2+Cd(OH)2

Cd+2NiO(OH)+2H2O

放電反應：

負極(Cd):Cd+2OH-?Cd(OH)2+2e

正極(NiO(OH))：2NiO(OH)+2e+2H20T2Ni(OH)2+2OH-

總反應：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2

綜上所述：分析一般化學電池工作原理的關鍵在于總反應和負極反應。

三、燃料電池

燃料電池是以還原劑(氫氣、燒類、甲醇等)為負極反應物，以氧化劑(氧氣、

空氣)為正極反應物，將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電池。

1.氫氧燃料電池，負極氫氣為還原劑，正極氧氣為氧化劑，伯做電極。

反應原理：2H2+O2=2H2。

①以酸性(或中性)溶液為電解液構成的氫氧燃料電池：

+

負極(Pt)：2H2-4e=4H；

正極(Pt)：O2+