04 · 原电池 整理中

原电池基本概念

日常电能大多数来自火力发电，化学能通过能量转化，间接转化为电能。

过程如下：

化学能 $\stackrel{\text{燃料燃烧}}{\to }$ 热能 $\stackrel{\text{蒸汽轮机}}{\to }$ 机械能 $\stackrel{\text{发电机}}{\to }$ 电能

缺点： 步骤多、效率低、环境污染

原电池——化学能直接转化为电能

实验过程：

锌和 $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4$ 反应，有气泡生成	锌片逐渐溶解 (锌的电子通过电线接触铜从而和稀硫酸反应)
铜片无反应	铜片上有气泡产生 (铜只导电，不和稀硫酸反应)
无电流产生	导线中有电流通过

定义： 利用氧化还原反应原理，将化学能转化为电能的装置

$$\mathrm{电}\mathrm{极}\mathrm{名}\mathrm{称}\{\begin{array}{ll}\mathrm{负}\mathrm{极}& \mathrm{电}\mathrm{子}\mathrm{流}\mathrm{出}，\mathrm{发}\mathrm{生}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{还}\mathrm{原}\mathrm{反}\mathrm{应}\mathrm{的}\mathrm{电}\mathrm{极}\\ \mathrm{正}\mathrm{极}& \mathrm{电}\mathrm{子}\mathrm{流}\mathrm{入}，\mathrm{发}\mathrm{生}\mathrm{还}\mathrm{原}\mathrm{反}\mathrm{应}\mathrm{的}\mathrm{电}\mathrm{极}\end{array}$$

负极失去电子经外电路流入正极的过程中形成电子流，被人类利用
电子流：负极$\stackrel{}{\to }$ 正极
电流：正极$\stackrel{}{\to }$ 负极

构成条件

理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。

1. 有活动性不同的两个电极
2. 溶液：两电极均插入电解质溶液中
3. 导线：两电极用导线相连，形成闭合回路

化学电池

概念： 化学电池是根据原电池原理，将化学能转变为电能的装置。

分类： 可分为一次电池，二次电池和燃料电池。

1. 一次电池:
   放电后不能再充电使其复原的电池（内部氧化还原反应无法逆向进行）。
2. 二次电池：
   又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可以多次重复使用。
3. 燃料电池：
   利用燃料和氧化剂之间发生氧化还原反应，能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池，如氢氧燃料电池，甲醇燃料电池。

设计原电池

盐桥

1. 组成： 固定剂是琼脂，电解质溶液常见的有饱和 $\mathrm{KCI}$ 溶液或饱和 $\mathrm{KNO}{\phantom{A}}_3$ 溶液。
2. 作用： 连接内电路，形成闭合回路，使溶液电荷守恒，便于源源不断产生电流，避免氧化剂，还原剂直接接触，增大化学能，转化成电能的效率。
3. 离子移动的方向： 阳离子往正极移动，阴离子往负极移动。