原电池原理
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∙ ∙ 定义
将化学能转化为电能的装置。
构成前提
能自发地发生氧化还原反应。
电极反应
负极：失去电子; 氧化反应; 流出电子
正极：得到电子; 氧化反应; 流入电子
原电池正负极判断的方法
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。 ③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X 极增重或减重：X 极质量增加，说明溶液中的阳离子在X 极(正极) 放电，反之，X 极质量减少，说明X 极金属溶解，X 极为负极。
⑥X 极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X 极为正极。
⑦X 极负极pH 变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH 增大，X 极附近的pH 增大，说明X 极为正极。
原电池原理经典例题
（1）我国首创的海洋电池，总反应为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH ）3，负极为：______，负极发生：______反应（填“氧化”或“还原”）；正极为铂网，______（填“电子”或“电流”）从铂极流出；海水为电解质溶液，海水中的Na +移向______（填“正极”或“负极”）．
若电路中转移3mol 电子，则负极材料质量减少______克
（2）航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H 2+O2=2H2O ．酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为：2H 2-4e -=4H+，则正极反应为______； 碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O 2+2H2O+4e-=4OH-，则负极反应为：______． （3）如右图：若A 为铜片，B 为铁片，电解质为FeCl 3溶液，则作铜片为______极（填正或负），写出电极反应式：正极______负极______．
答案 : （1）根据反应方程式知，负极是Al ，负极失电子发生氧化反应；正极为铂网，电子从负极经外电路到正极，电流正好相反，从正极经外电路到负极；正极上聚集大量电子，根据异性相吸，所以钠离子移向正极．
4A1+3O2+6H2O=4A1（OH ）3转移电子
4×27g12mol
27g 3mol
故答案为：Al ；氧化；电流；正极；27．
（2）酸式氢燃料电池的电解质是酸、
电池总反应式均可表示为：2H 2+O2=2H2O ①
其负极反应为：2H 2-4e -=4H+②，
则正极反应为 ①-②，即O 2+4e-+4H+=2H2O ；
碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，
其正极反应表示为：O 2+2H2O+4e-=4OH-③，
则负极反应为①-③，即2H 2-4e -+4OH-=4H2O
故答案为：O 2+4e-+4H+=2H2O ；2H 2-4e -+4OH-=4H2O ．
（3）根据正负极材料的活泼性知，铁片作负极，铜片作正极；正极上 Fe 3+得电子生成Fe 2+，所以电极反应式为
2Fe 3++2e-=2 Fe2+；负极上铁失电子生成Fe 2+，所以电极反应式为Fe-2e -=Fe2+．
故答案为：正；2Fe 3++2e-=2 Fe2+；Fe-2e -=Fe2+．
下列各项正确的是（ ）
A
B
C
D
A ．A 电极反应式 H 2-2e -=2H+ 4OH --4e -=O2↑+2H2O 2H ++2e-=H2↑ H 2-2e -=2H+ B ．B 出现环境 碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应 中性环境下钢铁的吸氧腐蚀 用Cu 作电极电解NaOH 溶液的阴极反应 用惰性电极电解H 2SO 4的阳极反应 C ．C D ．D
答案 : C
=某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．
请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：______．
（2）由CO 和H 2合成甲醇的方程式是：CO （g ）+2H2（g ）⇌CH 3OH （g ）． ①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH 充入容积为2L 的密闭容器中，此时反应将______（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t 甲醇，至少需额外补充H 2______t．
（3）用甲醇-空气碱性（KOH ）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段
时间后纯Cu 质量增加6.4g ．
①请写出燃料电池中的负极反应式：______．
②燃料电池正极消耗空气的体积是______（标准状况，空气中O 2体积分数以20%计算）． 答案
（1）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO 3、C 、Cl 2，生成物为FeCl 3、TiCl 4、CO ，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为
2FeTiO 3+6C+7Cl2
通电
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2FeCl 3+2TiCl4+6CO，故答案为：2FeTiO 3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO；
（2）①将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH 充入容积为2L 的密闭容器中，此状态的浓度熵Qc=
C(甲醇)
C (一氧化碳) C 2(氢气) =
1
1×1.5 2=0.44＞0.27，即Qc ＞K ，
所以此时反应将向逆反应方向进行，故答案为：向逆反应方向进行；
②由方程式CO （g ）+2H2（g ）⇌CH 3OH （g ）、2FeTiO 3+6C+7Cl2
通电
.
2FeCl 3+2TiCl4+6CO和
2NaCl+2H2O
通电
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2NaOH+H2↑+Cl2↑得如下关系式：
6CH 3OH →6CO →7Cl 2→7H 2，而6CH 3OH →12H 2，故每生产6molCH 3OH （192g ）需额外补充5molH 2（10g ），则生产19.2t 甲醇，至少需额外补充1.0t 氢气，故答案为：1.0；
（3）甲醇-空气碱性（KOH ）燃料电池的总反应为：3O 2+2CH3OH+4OH-=2CO32-+6H2O ，正极反应式为：3O 2+12e-+6H2O=12OH-，负极反应=总反应-正极反应，
即为：CH 3OH-6e -+8OH-=CO32-+6H2O ，故答案为：
CH 3OH-6e -+8OH-=CO32-+6H2O ；
电解精炼粗铜时，阴极电极反应为：Cu 2++2e-=Cu，当生成6.4g 纯铜，至少转移电子0.2mol ，燃料电池的正极反应为：3O 2+12e-+6H2O=12OH-，转移电子0.2mol ，
消耗氧气0.05mol ，折合成空气为0.25mol ，在标准状况下的体积为5.6，故答案为：5.6 L．