原电池的构成和工作原理
【典例1】实验室备有如下用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、CuCl2溶液、ZnCl2溶液及导线。
(1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线构成原电池，画出其装置图：
判断该电池的正极材料是_______，负极材料是_______，
正极反应式______________________________________，
负极反应式______________________________________，
电池反应式______________________________________。
(2)以下装置属于原电池的是___________________，并在是原电池的装置图上画出电子流动的方向。    
     【思路点拨】掌握原电池的工作原理和构成原电池的三个条件是解答本题的关键。
【自主解答】(1)铜与氯化铁溶液可发生反应2FeCl3+
Cu====CuCl2+2FeCl2，铜做负极，电极反应式Cu    Cu2++
2e-，碳棒做正极，电极反应式2Fe3++2e-     2Fe2+。
(2)B没有构成闭合回路，不是原电池；C的两极材料相同不能形成原电池；A、D符合原电池的构成条件，是原电池，且电子分别从Zn电极沿导线流向Cu电极和从铁电极沿导线流向碳棒。
答案：(1)






碳棒   铜片   2Fe3++2e-     2Fe2+
Cu     Cu2++2e-
2Fe3++Cu ==== Cu2++2Fe2+
(2)A、D
     【互动探究】(1)若从题干中的材料中选择所有电极材料和CuCl2溶液及导线，能组成几组原电池？
提示：只要有一个电极材料能与CuCl2发生反应，另一电极能导电即可组成原电池。所以可以组成5组。电极材料分别为：铁、铜；铁、碳；锌、铁；锌、铜；锌、碳。
(2)D项装置若能发生原电池反应，请写出负极反应式。
提示：负极：2Fe     2Fe2++4e-。
【规律方法】确定原电池负极的常用方法
(1)根据电极材料：活泼性相对较强的金属为负极(例外：Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极等)。
(2)根据电子流向：电子流出的一极。
(3)根据电流流向：电流流入的一极。
(4)根据离子的移动方向：阴离子移向的一极。
(5)根据反应类型：发生氧化反应的一极。
(6)根据反应现象：电极不断溶解或质量不断减小的一极(例外：燃料电池等)。
【变式训练】一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+
Cu2+====Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是(   )
【解析】选D。A、C中电极材料反了，B中电极反应式为Zn+2H+ ==== Zn2++H2↑。
                       原电池原理的应用和常见电池
【典例2】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是______，在导线中电子流动方向为______(用a、b表示)。
(2)如果电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为_______。
(3)电极表面镀铂粉的原因是________________________。
(4)该电池工作时，H2和O2由外部连续供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H2     2LiH
Ⅱ.LiH+H2O====LiOH+H2↑
反应Ⅰ中的还原剂是______，反应Ⅱ中的氧化剂是_____。
     【思路点拨】解答本题需要注意以下两点：
【自主解答】(1)原电池的工作原理是将化学能转化成电能。由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所以该燃料电池的电池反应式为：2H2+O2====2H2O，其中氢元素从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，当电解质溶液为KOH溶液时，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-；正极为得电子的一极，O2获得电子生成OH-。(3)铂粉的吸附气体的能力强，可增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率。(4)Ⅰ.Li从零价升至+1价，做还原剂。Ⅱ.H2O中的氢从+1价降至H2中的零价，做氧化剂。
答案：(1)由化学能转化为电能   由a到b
(2)2H2+4OH-     4H2O+4e-(或H2+2OH-     2H2O+2e-)
(3)增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率
(4)Li   H2O
【互动探究】若该电池为宇航员提供1 kg水，两极间转移电子的物质的量是多少？
提示：
     【变式训练】下列有关电池的说法不正确的是(   )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中，锌电极是负极
【解析】选B。在铜锌原电池中，铜做正极，锌做负极，电子从负极流出经外电路流向正极，即电子沿外电路从锌电极流向铜电极。