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无机化学

原电池

定义：将氧化还原反应的化学能转化成电能的装置称为原电池(primarycell)，简称电池。原电池可以将自发进行的氧化还原反应所产生的化学能转变为电能，同时做电功。理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成一个原电池。1.原电池的定义

①半电池（电极）②检流计③盐桥（琼脂＋强电解质KCl,KNO3等，作用是补充电荷、维持电荷平衡）2.原电池的组成

将ZnSO4溶液和Zn片构成Zn半电池，是原电池的负极(anode)；CuSO4溶液和Cu片构成Cu半电池，是原电池的正极(cathode)。负极反应：Zn-2e-Zn2+（氧化反应）正极反应：Cu2++2e-Cu（还原反应）由正极反应和负极反应所构成的总反应，称为电池反应(cellreaction)。电池反应：Zn+Cu2+Cu+Zn2+3.电池的反应

4.原电池的表示方法（1）负极在左，正极在右。（2）若电对中没有金属单质作极板，必须外加惰性电极板。（3）“|”表示相界面，同一相的不同物质用“，”隔开；“||”表示盐桥；(-)Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu(+)（4）电极的化学组成用化学式表示；固体、纯液体注明其状态（l、s）溶液标出浓度；气体标出分压。（5）电极板在外，固、气体物质紧靠极板，溶液与盐桥紧连。

5.电极类型（1）金属-金属离子电极——Zn2+/Zn电极，电极组成式：Zn(s)|Zn2+(c)电极反应：Zn2++2e-Zn（2）金属-金属难溶盐-阴离子电极——AgCl/Ag电极反应：AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(aq)电极组成式：Ag(s)│AgCl(s)│Cl-(c)（3）气体电极——H+/H2电极组成式：Pt(s)|H2(p)|H+(c)电极反应：H++2e-H2

（4）氧化还原电极——Fe3+/Fe2+电极组成式：Pt(s)│Fe2+(c1)，Fe3+(c2)电极反应：Fe3+(aq)+e-Fe2+(aq)（5）膜电极又称离子选择电极。

例1：写出氧化还原反应Sn2++2Fe3+→Sn4++2Fe2+的电池组成式(-)Pt|Sn2+(c１),Sn4+(c２)‖Fe2+(c３),Fe3+(c4)|Pt(+)

例2：将下列氧化还原反应拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组成式。2MnO4-+5H2O2+6H+＝2Mn2++8H2O+5O2

(1)两个半电池反应分别为：正极MnO4-+8H++5e-＝Mn2++4H2O负极H2O2＝2H++O2+2e-(2)电极组成为：正极MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(s)负极H+(c4),H2O2(c5)|O2(p)|Pt(s)(3)电池组成式为：(-)Pt|O2(p)|H2O2(c5),H+(c4)‖MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(+)

例3将反应

2MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++5Cl2+8H2O

设计为原电池，写出正、负极的反应、电池反应、电池组成式。

正极反应MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O负极反应2Cl--2e-Cl2电池反应是将正负极反应按得失电子数（本题为10）相等的原则合并得到：2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2+8H2O电池组成式(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)||MnO4-(c1),Mn2+(c2),H+(c3)|Pt(+)

例4写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，并说明电极的种类

(-)Pb,PbSO4(s)│K2SO4║KCl│PbCl2(s),Pb(+)

正极反应PbCl2(s)+2e-Pb+2Cl-此电极为金属-金属难溶盐电极负极反应Pb+SO42--2e-PbSO4(s)此电