原電池的知識 ，既是中學化學中電化學的主要内容，也是曆年來高考試題的熱點之一。如： 2020年全國高考科學家近年發明了一種新型 Zn－CO2 水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體 CO2被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯誤的是( )

A．放電時，負極反應為

Zn－2e－ 4OH－=Zn(OH)42－

B．放電時，1molCO2轉化為HCOOH，轉移的電子數為2mol

C．充電時，電池總反應為

2Zn(OH)42－=2Zn O2↑ 4OH－ 2H2O

D．充電時，正極溶液中OH－濃度升高

可見，掌握原電池的基本知識，認識常見的原電池，不僅對于學好化學基礎知識，而且對于提高學習興趣和高考成績都是大有裨益的，為此，本文似就常見的原電池作如下介紹：

一、幹電池

幹電池即普通的鋅錳電池，它是用鋅制的圓筒形幹殼作負極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和澱粉糊作電解質，還填有MnO2作去極劑（吸收正極放出的H2，防止産生極化現象）。

電極反應為：負極：Zn-2e－＝Zn2

正極：2NH 4＋2e－＝2NH3＋H2

H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O

正極産生的HN3又和ZnCl2作用：

Zn2 ＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2

澱粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速度。

電池總反應為：

2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝

[Zn(NH3)4]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O

幹電池的電壓通常約為1.5伏，隻能使用一次，不能充電再生。

二.鉛蓄電池

鉛蓄電池是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，在正極闆上有一層棕褐色PbO2，負極闆是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。

鉛蓄電池既可放電亦可充電，具雙重功能。放電時的電極反應為：

負極：

Pb SO42--2e=PbSO4

正極：

PbO2 4H SO42- 2e=PbSO4 2H2O

當放電進行到硫酸濃度降低，溶液密度降為1.05時即停止放電，此時需要将蓄電池進行充電。充電時的電極反應為：

陽極：

PbSO4 2H2O-2e=PbO2 4H SO42-

陰極：

PbSO4 2e=Pb SO42-

當溶液密度增加至1.28時，應停止充電。

鉛蓄電池是最常見的二次電池，充電和放電時的總反應式為：

Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)(充電)=

(放電)2PbSO4(s)＋2H2O(l)

鉛蓄電池的電壓通常為2伏左右。

目前，有一種形似于幹電池的充電電池，它實際是一種銀鋅蓄電池，電解液為KOH，電池反應為：

Zn Ag2O 2H2O(充電)=(放電)Zn(OH)2 2Ag

三、愛迪生蓄電池

愛迪生蓄電池類似于鉛蓄電池，也是一種可充電電池。它以鐵為負極，NiO2為正極，KOH為電解液。電極反應為：

負極：

Fe 2OH--2e=Fe(OH)2

正極：

NiO2 2H2O 2e=Ni(OH)2 2OH-

充電、放電時的反應為：

Fe NiO2 2H2O(充電)=

(放電)Fe(OH)2 Ni(OH)2

四、鈕扣電池

常見的鈕扣電池為銀鋅電池，它用不鏽鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒，盒内靠正極殼一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料，電解質溶液為濃KOH，溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜，将電極與電解質溶液隔開，電極反應為：

負極：

Zn 2OH--2e=ZnO H2O

正極：

Ag2O H2O 2e=2Ag 2OH-

電池總反應式為：

Ag2O Zn=2Ag ZnO

鈕扣式電池的電壓可達1.59伏，一粒鈕扣電池安裝在電子表裡可使用兩年之久。

五、氫氧燃料電池

氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領域。它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等。電解質溶液一般為40%的KOH溶液。電極反應為：

負極：H2 2OH--2e=2H2O

正極：O2 2H2O 4e=4OH-

電池總反應為：2H2 O2=2H2O

氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。

六、燃料電池

該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在電極上分别通甲烷、氧氣（或空氣）。電極反應為：

負極：

CH4 10 OH--8e=CO32- 7H2O

正極：

O2 2H2O 4e=4OH-

電池總反應為：

CH4 2O2 2KOH=K2CO3 3H2O

七、锂電池

锂電池是用锂作負極，炭作正極，無機溶劑亞硫酰氯（SO2Cl2）在炭極上發生還原反應，電解液是由四氯化鋁锂（LiAlCl4）溶解于亞硫酰氯中組成，電極反應為：

負極：

Li－e－═Li

正極：

2SOCl2＋4e－═4Cl－＋S＋SO2

總反應式：

8Li＋3SO2Cl2═6LiCl＋Li2SO3＋2S

這種電池體積小，容量大，電壓穩定，貯存時間長，能在216.3～344.1K溫度範圍内工作，常用作心髒起搏器、照相機閃光燈的電源。如做成鈕扣式微型锂電池，可用于電子手表、竅聽器和計算器等方面。

八、鉑鋅電池

有人設計以鉑和鋅為電極材料，埋人人體内作某種心髒病人的心髒起搏器的能源，它依靠人體液中含有一定濃度的氧分子、氫離子和鋅進行工作。電極反應為：

負極：2Zn-4e=2Zn2

正極：O2 4H 4e=2H2O

電池總反應為：

O2 4H 2Zn=2Zn2 2H2O

九、海水電池

1991年， 我國首創以鋁——空氣——海水為能源的新型電池，用作航海的标志燈，該電池以取之不盡的海水為電解液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而産生電流。電極反應為：

負極：Al-3e=Al3

正極：O2 2H2O 4e=4OH-

電池總反應為：

4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3

這種海水電池的能量比“幹電池”要高20-50倍。

十、銀鋅蓄電池

目前，有一種形似于幹電池的充電電池，它實際是一種銀鋅蓄電池，電解液為KOH。這種電池是由一系列圓形鋅片和銀片相互交叠而成的裝置，在每一對銀片和鋅片之間，用一種在鹽水或其他導電溶液中浸過的紙闆隔開。銀片和鋅片是兩種不同的金屬，鹽水或其他導電溶液作為電解液，它們構成了電流回路。這是一種比較原始的電池，是由很多銀鋅電池連接而成的電池組。銀鋅蓄電池電極反應為：

正極：

Ag2O2＋2H2O－4e-＝2Ag＋4OH-

負極：

2Zn＋4OH-＝2Zn(OH)2＋4e-

電池反應為：

Zn＋Ag2O＋2H2O(充電)=

(放電)Zn(OH)2＋2Ag

大容銀鋅蓄電池可以擁有極高的電容量和穩定的電池性能。在當今的航天飛機、導彈、魚雷等尖端領域才能找到大容量銀鋅蓄電池的身影。

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