一、原電池的工作原理

原電池的工作原(yuan)理：原(yuan)電(dian)(dian)池反(fan)(fan)應(ying)屬(shu)于放熱的反(fan)(fan)應(ying)，一般是氧(yang)化還(huan)原(yuan)反(fan)(fan)應(ying)，但區別(bie)于一般的氧(yang)化還(huan)原(yuan)反(fan)(fan)應(ying)的是，電(dian)(dian)子(zi)轉(zhuan)移(yi)(yi)(yi)不是通過氧(yang)化劑(ji)和還(huan)原(yuan)劑(ji)之間(jian)的有(you)效碰撞完成(cheng)的，而(er)是還(huan)原(yuan)劑(ji)在(zai)負極(ji)上(shang)失電(dian)(dian)子(zi)發生(sheng)(sheng)氧(yang)化反(fan)(fan)應(ying)，電(dian)(dian)子(zi)通過外電(dian)(dian)路輸(shu)送到正(zheng)極(ji)上(shang)，氧(yang)化劑(ji)在(zai)正(zheng)極(ji)上(shang)得電(dian)(dian)子(zi)發生(sheng)(sheng)還(huan)原(yuan)反(fan)(fan)應(ying)，從而(er)完成(cheng)還(huan)原(yuan)劑(ji)和氧(yang)化劑(ji)之間(jian)電(dian)(dian)子(zi)的轉(zhuan)移(yi)(yi)(yi)。兩極(ji)之間(jian)溶(rong)液中離子(zi)的定(ding)向移(yi)(yi)(yi)動和外部導線中電(dian)(dian)子(zi)的定(ding)向移(yi)(yi)(yi)動構成(cheng)了閉合回路，使(shi)兩個(ge)電(dian)(dian)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)不斷進(jin)行，發生(sheng)(sheng)有(you)序的電(dian)(dian)子(zi)轉(zhuan)移(yi)(yi)(yi)過程(cheng)，產生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流(liu)，實現化學能(neng)向電(dian)(dian)能(neng)的轉(zhuan)化。

但是，需要注意(yi)，非氧(yang)化(hua)還原反應(ying)一(yi)樣可以(yi)設計(ji)成原電池。

從能量轉化(hua)(hua)角度(du)看(kan)，原(yuan)(yuan)(yuan)電池是將化(hua)(hua)學(xue)能轉化(hua)(hua)為電能的裝置；從化(hua)(hua)學(xue)反應角度(du)看(kan)，原(yuan)(yuan)(yuan)電池的原(yuan)(yuan)(yuan)理是氧(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)(yuan)(yuan)反應中的還原(yuan)(yuan)(yuan)劑失(shi)去(qu)的電子經外接(jie)導(dao)線傳遞給(gei)氧(yang)化(hua)(hua)劑，使氧(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)(yuan)(yuan)反應分(fen)別在兩個(ge)電極(ji)上(shang)進(jin)行(xing)。

二、原電池的構成原理

1、電極材料由兩(liang)種金屬(shu)(shu)活潑性(xing)不(bu)同的(de)金屬(shu)(shu)或由金屬(shu)(shu)與其他導電的(de)材料（非(fei)金屬(shu)(shu)或某些氧化物等(deng)）組成。

2、電解質存在(zai)。

3、兩電極之間有導線連接，形成閉合回路(lu)。

4、發生(sheng)的反(fan)應(ying)是自發的氧化還原反(fan)應(ying)。

只要(yao)(yao)(yao)具備前三個條(tiao)件就可(ke)構(gou)(gou)成(cheng)原(yuan)(yuan)電池(chi)。而化學(xue)電源(yuan)因為要(yao)(yao)(yao)求可(ke)以提供持續(xu)而穩定的電流(liu)，所(suo)以除(chu)了(le)必(bi)須具備原(yuan)(yuan)電池(chi)的三個構(gou)(gou)成(cheng)條(tiao)件之外，還(huan)要(yao)(yao)(yao)求有自發進行的化學(xue)反應。也就是說，化學(xue)電源(yuan)必(bi)須是原(yuan)(yuan)電池(chi)，但原(yuan)(yuan)電池(chi)不一定都(dou)能(neng)做化學(xue)電池(chi)。

形成前提：總(zong)反(fan)應(ying)為(wei)自發的化學反(fan)應(ying)。

注：新課標(biao)高中化學中所有原(yuan)電(dian)池(chi)(chi)都發生(sheng)了氧(yang)化還(huan)原(yuan)反應(ying)，但非氧(yang)化還(huan)原(yuan)反應(ying)一樣(yang)可以設計成原(yuan)電(dian)池(chi)(chi)。

三、電極的構成

a.活潑性不同的金屬—鋅銅原電池，鋅作負(fu)極，銅作正極；

b.金(jin)(jin)屬(shu)和非金(jin)(jin)屬(shu)（非金(jin)(jin)屬(shu)必須能導電(dian)(dian)）—鋅(xin)錳干電(dian)(dian)池(chi)，鋅(xin)作負極(ji)，石墨作正極(ji)；

c.金屬與化(hua)合物—鉛蓄電池，鉛板(ban)作(zuo)負極(ji)，二(er)氧(yang)化(hua)鉛作(zuo)正極(ji)；

d.惰性電(dian)極—氫氧燃料(liao)電(dian)池，電(dian)極均為(wei)鉑(bo)。

電解(jie)液的選擇：負極材料(liao)一般要能(neng)與電解(jie)液自行發生氧化還原反應。

四、正負極判斷

通常(chang)情況下，在(zai)原電(dian)(dian)池中(zhong)(zhong)某(mou)一電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)若不(bu)(bu)斷溶解或質(zhi)量(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)斷減少，該(gai)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)發生(sheng)氧化(hua)反應(ying)，此為(wei)原電(dian)(dian)池的負極(ji)(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)(ji)，anode）；若原電(dian)(dian)池中(zhong)(zhong)某(mou)一電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)上有氣(qi)體生(sheng)成(cheng)、電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)的質(zhi)量(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)斷增加(jia)或電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)變，該(gai)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)發生(sheng)還原反應(ying)，此為(wei)原電(dian)(dian)池的正極(ji)(ji)(ji)（陰極(ji)(ji)(ji)，cathode）。[3-4]

正極發(fa)生還原反(fan)應(ying)，得到電(dian)子(zi)；負極發(fa)生氧化反(fan)應(ying)，失去電(dian)子(zi)。

電子(zi)(zi)由(you)負極流向正(zheng)極，電流由(you)正(zheng)極流向負極。 溶液(ye)中，陽(yang)離子(zi)(zi)移向正(zheng)極，陰離子(zi)(zi)移向負極。

電極判斷

負極：電(dian)子流出的(de)(de)一(yi)極(ji)（負極(ji)定義）；化(hua)合價升高的(de)(de)一(yi)極(ji)；發生(sheng)氧化(hua)反應的(de)(de)一(yi)極(ji)；活潑性相對(dui)較強（有(you)時候也(ye)要考慮到電(dian)解質溶液對(dui)兩極(ji)的(de)(de)影響）金屬的(de)(de)一(yi)極(ji)。（僅適用于原電(dian)池）

正極：電子流入的(de)一極(ji)（正極(ji)定義(yi)）；化合價(jia)降低的(de)一極(ji)；發(fa)生還原反(fan)應(ying)的(de)一極(ji)；相對(dui)不(bu)活潑（有時候(hou)也要考(kao)慮到(dao)電解質溶液對(dui)兩極(ji)的(de)影響）的(de)金屬或其它導(dao)體的(de)一極(ji)。（僅適用于(yu)原電池）

陽極：發生(sheng)氧化反應的電極(ji)（陽極(ji)定義）

陰極：發生還原反應的電(dian)極(ji)（陰(yin)極(ji)定(ding)義）

在原電池中(zhong)，外電路(lu)為電子導電，電解質(zhi)溶液中(zhong)為離子導電。

注意：anion是(shi)(shi)陰(yin)離(li)子(zi)，anode是(shi)(shi)陽極，cation是(shi)(shi)陽離(li)子(zi)，cathode是(shi)(shi)陰(yin)極。

五、原電池的判定

1、先分(fen)析有無外接(jie)電路，有外接(jie)電源(yuan)的為電解池，無外接(jie)電源(yuan)的可能(neng)為原電池；然后(hou)依(yi)據原電池的形成條(tiao)件分(fen)析判(pan)斷，主要(yao)是“四看(kan)”：

看回路——形成閉合回路(lu)或(huo)兩極直接(jie)接(jie)觸；

看本質——能否轉(zhuan)化為氧化還原(yuan)反應。

2、多池相連，但無外接電(dian)源時，兩極(ji)活潑性差異最大的一池為原電(dian)池，其他各池可看(kan)做電(dian)解池。

口訣

離子不上岸，電子不下水(shui)。

六、種類

1、碳鋅電池

俗稱碳性電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，電(dian)(dian)壓約1.5V，售價最平，但(dan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)容量(liang)較低(di)，能輸出的(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)也較低(di)，幾乎被堿錳(meng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)所(suo)取代，唯獨是不會在長(chang)期(qi)存放后(hou)漏出有(you)害腐蝕液體，所(suo)以仍被使用于(yu)低(di)用電(dian)(dian)量(liang)同(tong)時需長(chang)期(qi)使用的(de)裝置，例(li)如(ru)鐘、紅外線(xian)搖(yao)控等。為了(le)(le)增加正(zheng)極的(de)導電(dian)(dian)性，一(yi)般(ban)(ban)會以粉末狀碳和二氧化(hua)錳(meng)圍繞碳棒作正(zheng)極，所(suo)以又(you)稱為鋅錳(meng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。電(dian)(dian)解質一(yi)般(ban)(ban)采(cai)用氯化(hua)銨，當中(zhong)也有(you)為了(le)(le)容量(liang)或(huo)輸出電(dian)(dian)流而改用氯化(hua)鋅為電(dian)(dian)解質(通(tong)常標示為“Heavy Duty”)。

2、堿錳電池

電(dian)壓約1.5V，電(dian)池容量及(ji)輸(shu)出的電(dian)壓較鋅(xin)錳電(dian)池高，但(dan)不(bu)及(ji)鎳氫電(dian)池，長期存放后(hou)漏(lou)出有害腐蝕(shi)液體。

七、原電池和電解池的區別

1、電(dian)(dian)(dian)解池(chi)(chi)與原電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的本質區(qu)別：電(dian)(dian)(dian)解池(chi)(chi)是(shi)把電(dian)(dian)(dian)能(neng)轉化(hua)為(wei)化(hua)學能(neng)；原電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)把化(hua)學能(neng)轉化(hua)為(wei)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。

2、電(dian)解池與原電(dian)池裝置的區(qu)別：電(dian)解池有外(wai)加(jia)電(dian)源；原電(dian)池沒有外(wai)加(jia)電(dian)源。

3、電(dian)(dian)(dian)解池(chi)與(yu)原(yuan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)的(de)(de)區別：原(yuan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)剛(gang)好跟電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)方向(xiang)(xiang)相反(fan)（電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)正電(dian)(dian)(dian)荷流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)，電(dian)(dian)(dian)子(zi)帶負電(dian)(dian)(dian)）；電(dian)(dian)(dian)解池(chi)剛(gang)好跟原(yuan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)相反(fan)（電(dian)(dian)(dian)子(zi)經負極(ji)流(liu)(liu)出到電(dian)(dian)(dian)解池(chi)中）。

4、電(dian)(dian)解池與原電(dian)(dian)池的(de)應用(yong)區別(bie)：原電(dian)(dian)池應用(yong)在鉛蓄電(dian)(dian)池；電(dian)(dian)解池應用(yong)在電(dian)(dian)鍍，精煉，冶金(jin)方面。

5、電解(jie)池(chi)與原(yuan)電池(chi)級的區別：電解(jie)池(chi)叫(jiao)陰(yin)陽極(ji)；原(yuan)電池(chi)叫(jiao)正負極(ji)。

6、電解(jie)池與原(yuan)電池電的區別：原(yuan)電池是(shi)對外供電，是(shi)自發的；電解(jie)池是(shi)需(xu)要通電，是(shi)被動的。