原電池的發(fā)明歷史可追溯到18世紀(jì)末期，當(dāng)時(shí)意大利生物學(xué)家伽伐尼正在進(jìn)行著名的青蛙實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用金屬手術(shù)刀接觸蛙腿時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛙腿會(huì)抽搐。大名鼎鼎的伏特認(rèn)為這是金屬與蛙腿組織液(電解質(zhì)溶液)之間產(chǎn)生的電流刺激造成的。1800年，伏特?fù)?jù)此設(shè)計(jì)出了被稱為伏打電堆的裝置，鋅為負(fù)極，銀為正極，用鹽水作電解質(zhì)溶液。1836年，丹尼爾發(fā)明了世界上第一個(gè)實(shí)用電池，并用于早期鐵路信號(hào)燈。那么原電池的工作原理是什么呢？

工作原理

原電池的工作原理:原電池反應(yīng)屬于放熱的反應(yīng)，一般是氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動(dòng)和外部導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)構(gòu)成了閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。

但是，需要注意，非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計(jì)成原電池。

從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)外接導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。

構(gòu)成原理

1.電極材料由兩種金屬活潑性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料(非金屬或某些氧化物等)組成。

2.電解質(zhì)存在。

3.兩電極之間有導(dǎo)線連接，形成閉合回路。

4.發(fā)生的反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

只要具備前三個(gè)條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因?yàn)橐罂梢蕴峁┏掷m(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個(gè)構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。也就是說，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。

形成前提:總反應(yīng)為自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。

注:新課標(biāo)高中化學(xué)中所有原電池都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，但非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計(jì)成原電池。

電極的構(gòu)成

a.活潑性不同的金屬-鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極;

b.金屬和非金屬(非金屬必須能導(dǎo)電)-鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨作正極;

c.金屬與化合物-鉛蓄電池，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極;

d.惰性電極-氫氧燃料電池，電極均為鉑。

電解液的選擇:負(fù)極材料一般要能與電解液自行發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

正負(fù)極判斷

通常情況下，在原電池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此為原電池的負(fù)極(陽極，anode);若原電池中某一電極上有氣體生成、電極的質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此為原電池的正極(陰極，cathode)。

正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子。

電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極。 溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。

電極判斷

負(fù)極:電子流出的一極(負(fù)極定義);化合價(jià)升高的一極;發(fā)生氧化反應(yīng)的一極;活潑性相對(duì)較強(qiáng)(有時(shí)候也要考慮到電解質(zhì)溶液對(duì)兩極的影響)金屬的一極。(僅適用于原電池)

正極:電子流入的一極(正極定義);化合價(jià)降低的一極;發(fā)生還原反應(yīng)的一極;相對(duì)不活潑(有時(shí)候也要考慮到電解質(zhì)溶液對(duì)兩極的影響)的金屬或其它導(dǎo)體的一極。(僅適用于原電池)

陽極:發(fā)生氧化反應(yīng)的電極(陽極定義)

陰極:發(fā)生還原反應(yīng)的電極(陰極定義)

在原電池中，外電路為電子導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中為離子導(dǎo)電。

注意:anion是陰離子，anode是陽極，cation是陽離子，cathode是陰極。

原電池的判定

1.先分析有無外接電路，有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池;然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是"四看":

看回路--形成閉合回路或兩極直接接觸;

看本質(zhì)--能否轉(zhuǎn)化為氧化還原反應(yīng)。

2.多池相連，但無外接電源時(shí)，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。

原電池的工作原理大家已經(jīng)有了一個(gè)基本的了解，不得不說的是電池給我們的生活帶來了巨大的便利。

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