Question

化学求问: 原电池和电解池

Answer 1

原电池

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。
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。其中在负极发生氧化反应，正极发生还
原反应。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、燃料电池非蓄电池都可以称为原电池

原电池
工作原理

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

原电池的工作原理[1]
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外接导线传递给氧化剂，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

1.电极材料由两种金属活泼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，其中一极可以与电解质自发的进行氧化还原反应
。
1基本内容编辑
基本概念
(1) 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。

　　(2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

　　(3) 当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程电解原理（电解池装置如图）
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）

　　阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）

电解定义
电解是使电流通过电解质溶液（或者是熔融的电解质）
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
（上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后发生反应：CuCl2=（电解）Cu + Cl2 阳极：2Clˉ―2e→Cl2
阴极：Cu2﹢+2e→ Cu↓）电解过程中的能量转化（装置特点）一定不参与反应 不一定惰性电极阳极：不一定参与反应 也不一定是惰性电极
反应条件
①连接直流电源
②阴阳电极 阴极：与电源负极相连为阴极 阳极：与电源正极相连为阳极
③两极处于电解质溶液或熔融电解质中
④两电极形成闭合回路
电极反应
电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如上图装置中，Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2，阳极反应式：2Cl- -2e- =Cl2↑ 简记为阳氧。
与电源的负极相连的电极成为阴极。
物质在阴极上得到电子，发生还原反应。如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：Cu2+ +2e- →Cu 简记为阴原（阴原）
电解结果
在两极上有新物质生成
反应规律
阳极：活泼金属—电极失电子（Au,Pt 除外）；
惰性电极—溶液中阴离子失电子
失电子能力：活泼金属（除Pt Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F-
阴极：溶液中阳离子得电子得电子能力：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即金属活泼性顺序表的逆向）
规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件。
四类电解型的电解规律（当阳极为惰性电极时）
①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐），pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。电解质溶液复原—加适量水。
②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐），无氧酸pH变大，不活泼金属的无氧酸盐PH不变。电解质溶液复原—加适量电解质。
③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐），pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸。
④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐），pH变小。电解质 溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物。
电解意义
使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属，在金属的保护方面也有一定的用处。
2电解工业编辑
氯碱工业
氯碱工业（电解饱和食盐水）制取氯气、氢气、烧碱。
饱和食盐水溶液中存在Na+和Cl－以及水电离产生的H+和OH－。
其中氧化性H+>Na+，还原性Cl－>OH－。所以H+和Cl－先放电（即发生还原或氧化反应）。
阴极：2H++2e－=H2↑　（还原反应）
阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑ （氧化反应）
总反应的化学方程式：2NaCl+2H2O=（等号上为通电）2NaOH+H2↑+Cl2↑
用离子方程式表示：2Cl－+2H2O=（等号上为通电）2OH－+H2↑+Cl2↑。

电镀应用

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。
电极的构成
a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；
b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；
c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；
d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。
电解液的选择：负极材料一般要能与电解液自行发生氧化还原反应。
原电池正负极判断
一般说来，两种金属做电极时，活泼性强的做负极，质量减小，不断消耗；活泼性弱的做正极，质量不变，不消耗。
负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。
电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
电极判断
负极：电子流出的一极；化合价升高的一极；发生氧化反应的一极；活泼性相对较强（有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响）金属的一极。
正极：电子流入的一极；化合价降低的一极；发生还原反应的一极；相对不活泼（有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响）的金属或其它导体的一极。
在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。
原电池的判定
先分析有无外接电路，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：
看电极——两极为金属或导电单质且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）；
看溶液——两极插入的必须是电解质溶液；
看回路——形成闭合回路或两极直接接触；
看本质——有无氧化还原反应。
2.多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。
口诀
离子不上岸，电子不下水。
应用
可将需要保护的金属做原电池中的正极，不发生反应，从而保护金属。
4应用编辑
1.直接转换成电能输出的装置。又称化学电池。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放完电后，不能重复使用，故又称一次电池。它通常由正电极、负电极、电解质、隔离物和壳体构成，可制成各种形状和不同尺寸，使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门

原电池
，并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按负极活性物质（如锌、镉、镁、锂等）和正极活性物质（如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等）分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产量最大，常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型，并按其隔离层分为糊式电池和低极电池。以氢氧化钾为电解质的锌锰电池，由于其负极(锌)的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类，称为碱性锌锰电池，简称碱锰电池，俗称碱性电池。
2.金属的腐蚀与防护
①改变金属内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)
②在金属表面覆盖保护层
a、在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。
b、用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属。
c、用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。（表面钝化）
③电化学保护法
a外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)
b牺牲负极的正极保护法（被保护的设备与活泼的金属相连接）
3.判断金属的活泼性
4.加快反应速率
。

Answer 2

原电池与电解池异同：
1、电解名称不一样：原电池叫负极和正极，电解池叫阴极和阳极
2、发生反应情况：都发生氧化还原反应，原电池为自发的，电解池是强迫的
3、原电池是电源，电解池需要电源
4、都有闭合回路
5、负极和阳极发生氧化反应，失去电子，正极和阴极发生还原反应得到电子
6、原电池是化学能转化为电能，而电解池是电能转化为化学能！
7、电解质中离子的移动方向：原电池中，阳离子往正极移动，阴离子往负极移动，在电解池中，阳离子往阴极移动，阴离子往阳极移动！
8、外电路中都靠自由电子导电，内电路中都靠离子导电！
9、本质都是氧化还原反应！

Answer 3

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