原电池构成条件研究论文

这种水果电池中的反应，学名叫原电池反应。原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。（以上是百度百科里的知识，很正确，不得不采纳） 然后来分析一下这段材料。两种金属活动性不同的金属，具体来讲，就是你说的一块铁片，一块铜片。电解质，通俗来讲，就是酸碱盐之类的东西，水果里面的酸和无机盐在这个原电池中充当电解质。然后你把两块金属，也就是两个电极，通过小电珠等连起来，就构成了一个回路：铜片→导线→小电珠→导线→铁片→水果（水果里面的电解质溶液也可以导电的！可以把它也看成一段导线）→铜片。回路（你可以理解成一个首尾相接的电路环）有了，那么回路里只要有一个力推着电子走，就会有电流了。 那么，这个理从哪里来呢？我们不考虑太复杂的情况，假设水果里的各种电解质中只有某种酸参与了反应。我可以先告诉你，酸参加反应，实际上是一种叫做氢离子（H+）的东西参加了反应。所以我们只考虑氢离子好了。我们知道，当把一种比较活泼的金属比如铁放到酸里时，他会被酸腐蚀。准确的讲，铁与氢离子发生了反应。用离子反应方程式表示是： 2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2 这个不懂没关系。简单地说，铁原子觉得自己身上的电子一点也不缺，但氢离子却是非常迫切地想要一个电子。于是，铁给了它一个电子，还嫌不够，又给了另外两个氢离子每人一个电子，自己变成了铁离子，进入了溶液中。氢离子得到电子，就变成了氢原子，转眼间忘恩负义，变成氢气玩去了.... 然后再看看铜，他可是个小气鬼，一点也不愿意给别人电子。于是他就不与酸反应。用专业术语讲，叫金属活动性较低。 当分别单独放入酸中时，铁与酸反应冒氢气泡，铜不反应。可当用导线把他们连起来后，情况就发生了变化。铁依然失电子，但却变成了默默奉献：他把电子通过小电珠和导线传到了铜那里，然后通过铜传给氢离子，这时的铜接受了铁传来的电子，也假慷慨起来。在我们看起来，铜那边的氢离子得了电子变成了氢气，但实际上，是铁在默默贡献电子。在小电珠所在的电路（外电路）里，电子从铁经过小电珠流到铜，所以如碧落海所言，铜是正极。 那个金属活动性顺序，可以理解为付出电子的慷慨程度，排在前面的最慷慨。 为什么用导线一连，电子就一定先跑到铜那边去再与氢离子结合呢？我也不知道，我们老师也没讲。高中阶段不必掌握。记住：电子一定通过导线先流向金属活动性弱的一端，也就是说，活动性强的，一定做负极。 关于方程式，由于水果中有成千上万种有机物，发生的反应很多，但原理都与以酸为例的反应类似。即使是酸，也有好多种，所以只能写离子方程式： 铁片：Fe –3e- = Fe3+ 氧化反应(负极) 铜片附近：2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应(正极)

原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极2、电解质溶液3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4、自发的氧化还原反应(本质条件)

水果电池是一种伏打电池伏打电池 公元1799年，伏打以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形版中间，堆积成圆柱状，制造出最早的电池－伏打电池。 将不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池，通称伏打电池。 伏达与伏达电池 背景： 当时对于电已经有相当的认识（静电、导电、电的种类），加上对雷电的正确了解，尤其是避雷针的研制成功，消除人们对于雷电的畏惧。特别是蓄电装置的发现后，科学家开始动脑筋去想如何能够有效地运用电。 青蛙腿的启示： 意大利波洛尼亚大学的解剖学教授贾法尼(Luigi Galvani 1737..1798)经常利用电击研究生物反应，1780年秋天无意间发现，即使没通电源的情况下，剥下来的青蛙腿也会发生痉挛的现象，后来经过十年的研究，在1791年发表成果。他一直认为这是一种由动本身的生理现象所产生的电，称为动物电，因此开发了一支新的科学 电生理学 的研究。同时也带动了电流研究的开始，触使电池的发明。关于这次意外的发现说法如下； 一次寻常的闪电，使贾法尼解剖室台上的起电机发生电气火花的同时，放在桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛，而此时起电机与青蛙腿之间并无导体连接。接著他把青蛙腿的一只脚吊高，再用黄铜钩刺在脊髓上，并使其接触银制的台板，让另一只脚可以在台板上方自由活动，当它碰到银台时，脚的肌肉就起收缩而离开台板，但是离开台板后即又再度伸长碰到银台，如此反覆摇摆。如果将钩与台改换成同一种金属，就看不到这种现象。 伏达和贾法尼的争辩： 意大利利帕维亚大学的物理学教授伏达(Alessandro Vlota 1745..1827)，反覆重做贾法尼的实验，仔细观察后发现电并不是发生於动物组织内，而是由于金属或是木炭的组合而产生的。於是伏达完全不使用动物的组织，仅用不同的金属相接触，使用莱顿瓶及金箔检电器进行实验，发现在接触面上会产生电压，称为接触压。这种装置可以同时用不同的几种的金属，提高实验效果，但是总无法产生连续不断的电流。 伏达同时注意到贾法尼的实验中也是使用不同的金属，而实验中的青蛙腿可以看作一种潮湿的物质，所以就使用能够导电的盐水液体代替动物组织试验之，终于因此发现了电池的原理，做出了著名的伏达电堆与伏达电池。 贾法尼和伏达是朋友，贾法尼相当坚持自己的看法，伏达的反对意见触使贾法尼更进一步的研究，这一次他干脆不用任何金属做导体，剥出一条青蛙腿的神经，一端缚在另一条腿的肌肉上，另一端和脊髓相接，结果腿仍然会有抽搐现象，证明了表现在青蛙腿上的电刺激，可以仅仅来自动物本身，这就是所谓的贾法尼电池、贾法尼电流(Galvanic Cell、Galvanic Current、Gagnometer)。贾法尼创造出动物电，导使电生理学的建立。 伏达电堆与伏达电池： 伏达电堆是由几组圆板对堆积而成，每一组圆板包括两种不同的金属板。所有的圆板之间夹放著几张盐水泡过的布，潮湿的布具有导电的功能。伏达进一步试验不同金属对所产生的电动势效果，得到以下的关系； Zn -- Pb -- Sn -- Fe -- Cu -- Ag -- Au 同时他也试过不同的导电液，后来就用硫酸液代替盐水。至於电堆的原理，伏达则认为是由于金属接触的机械原因所导致的，一直到后来赫尔姆霍兹才指出这是错误，而认为这是化学作用所引起的。 1800年伏达将十几年研究成果，写成一篇论文「论不同金属材料接触所激发的电」，寄给英国皇家学会，不幸受到当时皇家学会负责论文工作的一位秘书尼克尔逊有意的搁置，后来伏达以自己名义发表，终於使尼克尔逊的窃取行为遭受学术界的唾弃。 当时法国皇帝拿破仑平素喜欢学者，1800年11月20日在巴黎召见伏达，当面观看实验顿觉感动，立即命令法国学者成立专门的委员会，进行大规模的相关实验（有眼光！！）。同时也颁发6000法郎的奖金和勋章给伏达，发行了纪念金币，而伏达也被作为电压的单位，直到现在我们还在如此引用。 伏达电池之后： 在伏达之前，人们只能应用摩擦发电机，运用旋转以发电，再将电存放在莱顿瓶中，以供使用，这种方式相当麻烦，所得的电量也受限制。伏达电池的发明改进了这些缺点，使得电的取得变成非常方便，现在电气所带来的文明，伏达电池是一个重要的起步，他带动后续电气相关研究的蓬勃发展，后来利用电磁感应原理的电动机，和发电机研发成功也得归功於它，而发电机之后电气文明的开始，导致第二次产业革命改变人类社会的结构。 ？？？ 丹麦丹聂尔(J.F.Daniell)和卢克歇尔(Leclanche) 发明乾电池。 西元1859年 普兰第(R.L.G.Plante)发明铅蓄电池。 ？？？ 英国的化学家德斐(Humphry Davy 1778..1829)后续 的研究发现了几种碱金属，导致电气化学工业的兴 起。 德斐在电流的磁效应上面的研究有过重要的贡 献，著名的物理大师法拉第，曾经在德斐实验室当 助理学习。

组成原电池的基本条件如下：

1、将两种活泼性不同的金属（即一种是活泼金属一种是不活泼金属），或着一种金属与石墨（Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子）等惰性电极插入电解质溶液中。

2、用导线连接后插入电解质溶液中，形成闭合回路。

3、要发生自发的氧化还原反应。

原电池工作原理如下：

原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。

原电池的电极的判断如下：

负极：电子流出的一极；发生氧化反应的一极；活泼性较强金属的一极。

正极：电子流入的一极；发生还原反应的一极；相对不活泼的金属或其它导体的一极。

在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。

原电池的判定如下：

（1）先分析有无外接电路，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）；看溶液——两极插入溶液中；看回路——形成闭合回路或两极直接接触；看本质——有无氧化还原反应。

（2）多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。

可以理解为Fe的还原性（或金属活泼性）比C强，Fe在原电池反应中失去电子，为负极（阳极）发生氧化反应，Fe失去的电子通过外电路到C。C得到电子使NaCl溶液中的H+反应生成H2（C不参加反应）为正极（阴极）发生还原反应。在这个过程中也发生了自发的氧化还原反应（没有持续的外界条件,比如持续加热等，属于自发的氧化还原反应)，只要有活泼型不同的两种电极，插入电解质溶液中，连好外电路（形成闭合回路），就会生成原电池。