高二化学原电池原理保护金属

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。

1,锌电极逐渐反应溶解,铁电极有气泡产生

Zn -2e=Zn2+

2H+ +2e=H2

Zn + 2H+= Zn2+ + H2

2,铁电极逐渐溶解,溶液颜色变绿色

Fe-2e=Fe2+

Fe3+ +e=Fe2+

2Fe3+ + Fe=3Fe2+