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关于原电池l 盐桥：将琼脂（也叫做琼胶）与饱和氯化钾溶液共热，形成粘液，趁热装入U形管，冷至室温，就成为果冻样半固体，倒放时不会流出来，（两端有多孔状封口物），但又可以导电。【确切的作用，要在学过物理化学时才能懂。】l 琼脂：某些海藻（如石花菜）中的多糖，与水共热至沸，形成粘液，室温下形成凝胶。常作为微生物培养基的组分，果冻的主要成分。l 在锌铜原电池（课本p71图4-1）【叫做丹尼尔电池】的外电路中，电子为什么会从锌流向铜？要理解这个问题，需要先谈谈“电极”。将锌棒插入含有锌离子的溶液（如硫酸锌溶液）中【或将铜棒插入含有铜离子的溶液（如硫酸铜溶液）中】时，金属棒上的金属阳离子金属晶体是由金属阳离子和自由电子形成的就会进入溶液中【A】，溶液中的金属阳离子也会到了金属棒上【B】，这两个过程会达到平衡。对于活泼金属（如锌）来说，A大于B，这样一来，金属棒上就有了多余的负电荷（电子），溶液中（主要在金属棒周围）就有了多余的正电荷（金属阳离子）；对于不活泼金属（如铜）来说，A小于B，这样一来，金属棒上就有了多余的正电荷（金属阳离子），溶液中（主要在金属棒周围）就有了多余的负电荷（酸根阴离子）。于是，在金属棒和它的溶液间就产生了电势（电位降）。金属棒和它的溶液合起来叫做电极，【如Zn/Zn2，Cu/Cu2。】金属棒和它的溶液间的电势叫做该电极的电极电势*。在锌铜原电池中，如上所述，铜棒上有较高的正电位，锌棒上有较低的负电位。当用金属导线将它们连接时，在电场力的作用下，带负电荷的自由电子，就会向着电位较高的铜棒定向移动。l 电极：在原电池或电解池中外电路的电子导体和内电路的离子导体交接的部分【下面谈的是原电池中的电极】，电子导体通常用金属或石墨，离子导体则是电子导体接触的电解质溶液。电极的写法*是：电子导体/离子导体中的相应离子。【/可以理解为接触面】如 Zn/Zn2，Cu/Cu2，PtH2/H, PtO2/OH,PbPbO2/SO42习惯上也把电极中的电子导体部分-即金属或石墨叫做电极，如铁电极，铜电极，铂电极，石墨电极等等。为了下面便于叙述，我们约定把电极中的电子导体部分-即金属或石墨叫做电极材料，以与前面所述的电极概念区分。在原电池或电解池中，电路闭合时，电极上都会发生氧化反应或者还原反应。在化学中规定：发生氧化反应的电极叫做阳极；发生还原反应的电极叫做阴极。在物理学中规定：电源向外流出电流的电极叫做正极；流入电流的电极叫做负极。这样一来，在原电池中：向外电路中供出电子的电极是负极【物理】，因为在负极上发生氧化反应，所以，也可以叫做阳极【化学】；向外电路中供出电流（向外电路中接受电子）的电极是正极【物理】，因为在正极上发生还原反应，所以，也可以叫做阴极。l 电极反应与电极反应式：在原电池或电解池中，某一个电极上发生的反应只是整个氧化还原反应的一半，所以叫做半反应式。这个半反应式就叫做电极反应式。两个电极上的电极反应式相加，（使得失电子数相平）就可以得到整个氧化还原反应的方程式（可能是离子方程式）。【所以，用整个氧化还原反应的方程式（离子方程式）减去一个电极的电极反应式，就可以得到另一个电极的电极反应式。】负极：一般金属作为负极的电极材料时，通常是它失去电子，变为阳离子进入溶液；如果是铂或石墨作为负极的电极材料时，则它们不会参加反应，通常是有可燃性气体参加反应【燃料电池】；正极：正极的电极材料不会参加反应，被还原的是溶液中的某种阳离子；或者从正极进入的氧化性气体【如氧气等】；或者是附着在正极材料上的氧化性固体物质【如二氧化铅】。l 常见的几种电池：【仔细阅读以下内容，从中体会上述知识。】（电池表示方法：负极/电解质/正极 双竖线表示盐桥）1、伏打电池：Zn/H2SO4/Cu负极：Zn/Zn2 电极反应式：Zn2e=Zn2正极：CuH2/H 电极反应式：2H+2e=H2总方程式：（离子）Zn+2H=Zn2+H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H22、丹尼尔电池：Zn/ZnSO4 CuSO4/Cu 负极： 电极反应式：Zn2e=Zn2 【以下略去电极】 正极： 电极反应式：Cu2+2e=Cu总方程式：（离子）Zn+Cu2=Zn2+Cu Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu3、普通干电池：Zn/NH4Cl/MnO2C负极：Zn2e+H2O=ZnO+2H 【以下略去“电极反应式”字样】正极：2MnO2+2e+2H=2MnO(OH)总方程式：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)【我估计NH4Cl起的作用是传递电子： 在负极处：2NH4+2e=2NH3+H2 在正极处：2NH3+H2+2e=2NH4 】4、碱性干电池：Zn/KOH/MnO2C 负极：Zn2e2OH=Zn(OH)2正极：2MnO2+2e+2H2O=2MnO(OH)+2OH总方程式：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)5、空气甲电池：Zn/KOH(30%)/O2C负极：2Zn4e+4OH=2ZnO+2H2O正极：O2+4e+2H2O=4OH总方程式：2Zn+O2=2ZnO 【氢氧化钾起的作用是传递电子】6、银锌纽扣电池：Zn/KOH/Ag2OFe 负极：Zn2e2OH=Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH总方程式：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag7、锂锰一次电池：Li/有机电解液/MnO2 负极：Lie=Li 正极：MnO2+e=MnO2 总方程式：Li+MnO2=LiMnO28、铅酸蓄电池：Pb/H2SO4/PbO2Pb 负极：Pb2e+SO42=PbSO4 正极：PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O 总方程式：(离子)Pb+PbO2+4H+2SO42=2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 【蓄电池是一种可逆电池，反应是可逆的。这里写的方程式的正反应是原电池反应，叫做放电；逆反应是电解池反应，叫做充电。以下蓄电池都是。充电时的电极反应式见下节。】9、镍铁碱性蓄电池：Fe/KOH(30%)/Ni2O3Ni 负极：Fe2e2OH=Fe(OH)2 正极：Ni2O3+2e+3H2O=2Ni(OH)2+2OH 总方程式：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)210、氢氧燃料电池：CH2/KOH(30%)/O2C 负极：2H24e+4OH=4H2O 正极：O2+4e+2H2O=4OH 总方程式：2H2+O2=2H2O11、甲烷燃料电池：PtCH4/H3PO4(浓)/O2Pt 负极：CH48e+2H2O=CO2+8H 正极：2O28e8H=4H2O 总方程式：CH4+2O2=CO2+2H2O12、甲醇燃料电池：PtCH3OH/KOH(6molL1)/O2Pt 负极：2CH3OH12e+16OH=2CO32+12H2O 正极：3O2+12e6H2O=12OH 总方程式：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2Ol 怎样根据总反应方程式写原电池的电极反应式： 【下面先进行实例练习，最后再总结。】1、有一种甲醇燃料电池是用稀硫酸做电解液的，它的反应方程式是：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 试写出它的电极反应式。先写负极【负极的电极反应式一般较容易写】，找出还原剂（甲醇）和氧化产物（二氧化碳），【如果总方程式已经配平，可以连系数一起写出】同时写出失去的电子数： 负极： 2CH3OH12e= 2CO2 【甲醇中C是2价】左边氢多氧少，右边氢少氧多，电解液是酸性【意思是，如果需要氢离子，溶液中有；如果生成氢离子，也能够存在。】。左边补H2O,右边补H【水和氢离子相比较，水中氢少氧多，所以补在左边。】，并且配平： 负极： 2CH3OH12e2H2O = 2CO2 12H再写正极【正极反应式可以用总方程式减去负极反应式得到，这里我们直接写。】找出氧化剂（氧气）和还原产物（水）。【怎样知道还原产物是水，而不是水和二氧化碳呢?这是因为二氧化碳一定是氧化产物，所以不能写它。】 正极：3O212e= 6H2O显然左边再加氢离子就行了： 正极：3O212e+12H= 6H2O 检验：两个电极反应式相加，得： 2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O 与题目给出的对照，正确！2、镍镉蓄电池放电时的方程式是： Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 试写出它的电极反应式。 先写负极，找出还原剂（镉）和氧化产物（氢氧化镉），同时写出失去的电子数： 负极：Cd2e= Cd(OH)2 【生成物为氢氧化物，可能电解液为碱性，意思是可以添加氢氧根离子作为反应物或者生成物。】显然，左边需要添加氢氧根离子： 负极：Cd2e2OH= Cd(OH)2 再写正极, 找出氧化剂（氢氧化氧镍）和还原产物（氢氧化亚镍）。正极：2NiO(OH)2e=2Ni(OH)2 【左边氧多氢少，H2O 和OH比较，水里氢多氧少，所以补在左边，实际上，这一点从总方程式也能够看出。】 正极：2NiO(OH)2e+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH 【此例从电荷守恒也能够看出氢氧根离子应该补在哪一边。】检验：两个电极反应式相加，得：Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 与题目给出的对照，正确！3、镍氢电池有逐渐取代镍铬电池的趋势，已知电池的总反应为： H2+2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 试写出它的电极反应式。 负极：【此例中的氧化产物与还原产物为同一种，生成物为氢氧化物，可能电解液为碱性，所以，氢气的氧化产物只能够写成氢氧根离子或水，不能含镍元素。那么应该写成氢氧根离子？还是水呢？可以经过试写确定，经过试写可知，氧化产物写成氢氧根离子无法配平，所以写成水。】H22e=H2O 显然左边需要添加氢氧根离子。负极：H22e+2OH= 2H2O 正极：同上例2NiO(OH)2e+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH 检验：两个电极反应式相加，得：H2+2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 与题目给出的对照，正确！4、我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中几分钟，就会发出耀眼的白光。该电源的负极材料为_，正极材料为_，正、负极反应分别为_。这是一道高考题，给出的标准答案是：负极材料为铝，正极材料为石墨。负极反应：4Al12e=4Al3正极反应：3O2+6H2O+12e=12OH下面试做一下，看看会遇到什么情况：根据题意，可以估计出，电池的总方程式大概是：4Al+3O2=2Al2O3金属铝被氧化，可能用铝作为负极的电子导体，所以负极材料为铝；氧气作为正极反应物，是气体电极，所以正极材料可能为铂或者石墨，我认为，题给信息不足以排除铂，确认石墨，所以可以答：正极材料为石墨或者铂。负极反应式：从电池的总方程式可以看出，还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，所以写：负极：4Al12e=2Al2O3左边无氧，电解液是中性，所以左边加水，右边加氢离子，得：负极：4Al12e+6H2O=2Al2O3+12H 显然与标准答案不同，这种同样的反应，写出不同的电极反应式的情况经常会有，往往是其中一个较为合适，另一个也勉强说得过去。究竟哪一个合适，可能需要考察一下实际情况，才能够确定。正极反应没有疑问，写出来应该和标准答案相同。【如果电池的总方程式是4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3则电极反应式又是另一种形式。】如果写负极反应式时，写成简单的形式铝离子，就能够与答案吻合。5、锂离子蓄电池放电时的反应方程式可以表示为： C6Li+Li1xMO2=LiMO2+C6Li1x (C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料，Li1xMO2表示含锂的过渡金属氧化物。)这是一类特殊的电池，仔细观察总方程式及注释部分，可以看出，C6Li中的锂是0价，反应中有x个锂原子被氧化为+1价，那么M元素就是降低了x价。由于不知道电池的详细情况，我们只好认为氧化产物是锂离子，这样一来：负极：C6Lixe=C6Li1x+xLi正极：Li1xMO2+xe+xLi=LiMO2检验：两个电极反应式相加，得：C6Li+Li1xMO2=LiMO2+C6Li1x 与题目给出的对照，正确！6、高铁电池是一种新型的可充电电池，它放电时的反应方程式是：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH试写出它的电极反应式。 负极：3Zn6e=3Zn(OH)2 此例让我们按照电解液非酸性的两种可能都试写一下：按碱性写：负极：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2 按中性写：负极：3Zn6e+6H2O=3Zn(OH)2 +6H正极：2FeO42+6e=2Fe(OH)3按碱性写：正极：2FeO42+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH按中性写：正极：2FeO42+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH【以上写法参见下文】估计可能为碱性，放弃中性写法。检验：两个电极反应式相加，得：3Zn+2FeO42+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH与题目给出的方程式的离子方程式对照，正确！下面总结一下根据总反应方程式写原电池的电极反应式的要点：1、实质：把一个氧化还原反应拆成两半个，一个是氧化反应（负极），另一个是还原反应（正极）。2、难点：氢和氧的配平。3、步骤：一般先写负极反应，后写正极反应，最后检验。4、配平氢和氧的一般方法：电解液呈酸性时，两侧分别添加氢离子和水；电解液呈碱性时，两侧分别添加氢氧根离子和水；电解液呈中性时，左侧添加水，右侧添加氢离子或者氢氧根离子。5、电解液酸碱性的判别：如果题目中没有给出，一般可以根据生成物估计，如果生成金属离子、氢气，酸性气体（如二氧化碳）等，可以按照酸性处理；如果生成金属的氧化物，氢氧化物，碳酸盐等，可以按照碱性处理；电解液呈中性的较少，如无特别说明，可以不考虑中性。【如果无法判断电解液的酸碱性，负极的金属氧化产物可以写成金属阳离子。】l 原电池的内电路：外电路中正电荷是从正极流向负极，所以内电路（即电解液中）中，阳离子是从负极流向正极【向同名电极流动！】以构成回路；外电路中负电荷（自由电子）是从负极流向正极，所以内电路（即电解液中）中，阴离子是从正极流