1. 蓄電池的基礎(chǔ)知識

蓄電池[3]是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用22~28%的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時，金屬鉛是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化為硫酸鉛；二氧化鉛是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時，兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后，它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，組成化學(xué)電池。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池，叫做二次電池。它的電壓是2V，通常把三個鉛蓄電池串聯(lián)起來使用，電壓是6V。汽車上用的是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。鉛蓄電池在使用一段時間后要補(bǔ)充蒸餾水，使電解質(zhì)保持含有22~28%的稀硫酸。

放電時，電極反應(yīng)為：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O

負(fù)極反應(yīng)： Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

總反應(yīng)： PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O （向右反應(yīng)是放電，向左反應(yīng)是充電）

2. 關(guān)于電池的知識

傳統(tǒng)電池指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間。隨著科技的進(jìn)步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。如太陽能電池。 [編輯本段]電池簡介 電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等于單位正電荷由負(fù)極通過電池內(nèi)部移到正極時，電池非靜電力（化學(xué)力）所做的功。電動勢取決于電極材料的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應(yīng)中，1千克反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實(shí)際比能量要比理論比能量小。因?yàn)殡姵刂械姆磻?yīng)物并不全按電池反應(yīng)進(jìn)行，同時電池內(nèi)阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大，其內(nèi)阻越小。

電池的能量儲存有限，電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量，通常用安培小時作單位，它也是電池的一個性能參數(shù)。電池的容量與電極物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，即與電極的體積有關(guān)。

實(shí)用的化學(xué)電池可以分成兩個基本類型：原電池與蓄電池[1]。原電池制成后即可以產(chǎn)生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進(jìn)行充電，充電后可放電使用，放電完畢后還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能；放電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的。

3. 有關(guān)原電池的知識

原電池

將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。所以，根據(jù)定義，普通的干電池、蓄電池、燃料電池都可以稱為原電池。組成原電池的基本條件是：將兩種活潑性不同的金屬（或石墨）用導(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中。電流的產(chǎn)生是由于氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行的結(jié)果。原電池中，較活潑的金屬做負(fù)極（又稱陽極），較不活潑的金屬做正極（又稱陰極）。負(fù)極本身易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子沿導(dǎo)線流向正極，正極上一般為電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。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。利用原電池的原理，可制作干電池、蓄電池、高能電池等。

原電池中，可分為：一次電池，如干電池等一次性使用的；二次電池：可以反復(fù)充電使用的的蓄電池等，以及燃料電池。

電子流向和電流方向

電子流：負(fù)極（Zn）→正極（Cu）

電流：正極→負(fù)極→正極

原電池的化學(xué)方程式

負(fù)極（發(fā)生氧化反應(yīng)）：Zn-2e=Zn2+

正極（發(fā)生還原反應(yīng)）：2H++2e=H2↑

電池總反應(yīng)方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

4. 原電池的知識總結(jié)

一、原電池、電解池的兩極

電子從負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極，電子的定向移動形成電流，電流的方向是正極到負(fù)極，這是物理學(xué)規(guī)定的。

陰極、陽極是電化學(xué)規(guī)定的，失去電子的極即氧化極，也就是陽極；得到電子的極即還原極，也就是陰極。

原電池中陽極失去電子，電子由陽極通過導(dǎo)線流向陰極，陰極處發(fā)生得電子的反應(yīng)，由于原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它作為電源，通常我們稱其為負(fù)極和正極。在電解池中，連著負(fù)極的一極是電解池的陰極，連著正極的一極是電解池的陽極，由于電解池是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，我們通常說明它的陽極和陰極。

二、原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律

(1)若無外接電源，又具備組成原電池的三個條件。①有活潑性不同的兩個電極；②兩極用導(dǎo)線互相連接成直接插入連通的電解質(zhì)溶液里；③較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)（有時是與水電離產(chǎn)生的H+作用），只要同時具備這三個條件即為原電池。

(2)若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當(dāng)陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時，則為電鍍池。

(3)若多個單池相互串聯(lián)，又有外接電源時，則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時，先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極（電子輸出極），有關(guān)裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。

三、分析電解應(yīng)用的主要方法和思路

1、電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點(diǎn)是：

通電前：電解質(zhì)溶液的電離（它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離）。

通電后：離子才有定向的移動（陰離子移向陽極，陽離子移向陰極）。

2、在電解時離子的放電規(guī)律是：

陽極：

金屬陽極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根>F-

陰極：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（濃）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

3、電解的結(jié)果：溶液的濃度、酸堿性的變化

溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如：電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。

因?yàn)槿芤褐械臍潆x子或氫氧根離子放電，所以酸堿性可能發(fā)生改變。

四、燃燒電池小結(jié)

在燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是：

負(fù)極：化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；

正極：化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；

總反應(yīng)式為：兩極反應(yīng)的加合；

書寫反應(yīng)時，還應(yīng)該注意得失電子數(shù)目應(yīng)該守恒。

五、電化學(xué)的應(yīng)用

1、原電池原理的應(yīng)用

a.原電池原理的三個應(yīng)用和依據(jù)：

(1)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷正極和負(fù)極，以確定金屬的活動性。其依據(jù)是：原電池的正極上現(xiàn)象是：有氣體產(chǎn)生，電極質(zhì)量不變或增加；負(fù)極上的現(xiàn)象是：電極不斷溶解，質(zhì)量減少。

(2)分析判斷金屬腐蝕的速率，分析判斷的依據(jù)，對某一個指定金屬其腐蝕快慢順序是：

作電解池的陽極>作原電池的負(fù)極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。

b.判斷依據(jù)：

(1)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象原電池中溶解的一方為負(fù)極，金屬活動性強(qiáng)。

(2)根據(jù)反應(yīng)的速度判斷強(qiáng)弱。

(3)根據(jù)反應(yīng)的條件判斷強(qiáng)弱。

(3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化，分析的思路是先分析電池反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)化合價的變化，確定原電池的正極和負(fù)極，然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。

2、電解規(guī)律的應(yīng)用

(1)電解規(guī)律的主要應(yīng)用內(nèi)容是：依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。

(2)恢復(fù)電解液的濃度：

電解液應(yīng)先看pH的變化，再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是：

電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么，如：電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣，所以應(yīng)該加入的是氯化氫。

(3)在分析應(yīng)用問題中還應(yīng)該注意：

一要：不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序，還應(yīng)該注意電極材料（特別是陽極）的影響；二要：熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。

5. 關(guān)于電的知識

電是一種自然現(xiàn)象。電是像電子和質(zhì)子這樣的亞原子粒子之間的產(chǎn)生排斥和吸引力的一種屬性。它是自然界四種基本相互作用之一。電或電荷有兩種：我們把一種叫做正電、另一種叫負(fù)電。通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)帶電物體同性相斥、異性相吸，吸引或排斥力遵從庫侖定律。

自然界的放電現(xiàn)象國際單位制中電荷的單位是庫侖。

古代發(fā)現(xiàn)

在中國，古人認(rèn)為電的現(xiàn)象是陰氣與陽氣相激而生成的，《說文解字》有“電，陰陽激耀也，從雨從申”。《字匯》有“雷從回，電從申。陰陽以回薄而成雷，以申泄而為電”。在古籍論衡（Lun Heng，約公元一世紀(jì)，即東漢時期）一書中曾有關(guān)于靜電的記載，當(dāng)琥珀或玳瑁經(jīng)摩擦后，便能吸引輕小物體，也記述了以絲綢摩擦起電的現(xiàn)象，但古代中國對于電并沒有太多了解。

西元前600年左右，希臘的哲學(xué)家泰利斯（Thales,640-546B.C.）就知道琥珀的摩擦?xí)q毛或木屑，這種現(xiàn)象稱為靜電（static electricity）。而英文中的電（Electricity）在古希臘文的意思就是“琥珀”（amber）。希臘文的靜電為（elektron）

近代探索

18世紀(jì)時西方開始探索電的種種現(xiàn)象。美國的科學(xué)家富蘭克林（Benjamin Franklin,1706~1790）認(rèn)為電是一種沒有重量的流體，存在于所有物體中。當(dāng)物體得到比正常份量多的電就稱為帶正電；若少于正常份量，就被稱為帶負(fù)電，所謂“放電”就是正電流向負(fù)電的過程，這個理論并不完全正確，但是正電、負(fù)電兩種名稱則被保留下來。此時期有關(guān)“電”的觀念是物質(zhì)上的主張。

富蘭克林做了多次實(shí)驗(yàn)，并首次提出了電流的概念，1752年，他在一個風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中，將系上鑰匙的風(fēng)箏用金屬線放到云層中，被雨淋濕的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間，證明了空中的閃電與地面上的電是同一回事。

從物質(zhì)到電場

在十八世紀(jì)電的量性方面開始發(fā)展，1767年蒲力斯特里（J.B.Priestley）與1785年庫侖（C.A.Coulomb 1736-1806）發(fā)現(xiàn)了靜態(tài)電荷間的作用力與距離成反平方的定律，奠定了靜電的基本定律。

在1800年，意大利的伏特（A.Voult）用銅片和錫片浸于食鹽水中，并接上導(dǎo)線，制成了第一個電池，他提供首次的連續(xù)性的電源，堪稱現(xiàn)代電池的元祖。1831年英國的法拉第（M. Faraday）利用磁場效應(yīng)的變化，展示感應(yīng)電流的產(chǎn)生。1851年他又提出物理電力線的概念。這是首次強(qiáng)調(diào)從電荷轉(zhuǎn)移到電場的概念。

電場與磁場

1865年、蘇格蘭的馬克斯威爾（J. C. Maxwell）提出電磁場理論的數(shù)學(xué)式，這理論提供了位移電流的觀念，磁場的變化能產(chǎn)生電場，而電場的變化能產(chǎn)生磁場。馬克斯威爾預(yù)測了電磁波輻射的傳播存在，而在1887年德國赫茲（H.Hertz）展示出這樣的電磁波。結(jié)果馬克斯威爾將電學(xué)與磁學(xué)統(tǒng)合成一種理論，同時亦證明光是電磁波的一種。

馬克斯威爾電磁理論的發(fā)展也針對微觀方面的現(xiàn)象做出解釋，并指出電荷的分裂性而非連續(xù)性的存在，1895年羅倫茲（H.A.Lorentz）假設(shè)這些分裂性的電荷是電子（electron），而電子的作用就依馬克斯威爾電磁方程式的電磁場來決定。1897年英國湯姆生（J.J.Thomson）證實(shí)這些電子的電性是帶負(fù)電性。而1898年由偉恩（W.Wien）在觀察陽極射線的偏轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)帶正電粒子的存在。

從粒子到量子

而人類一直以自然界中存在的粒子與波來描述“電”的世界。到了19世紀(jì)，量子學(xué)說的出現(xiàn)，使得原本構(gòu)筑的粒子世界又重新受到考驗(yàn)。海森堡（Werner Heisenberg）所提出的“測不準(zhǔn)原理”認(rèn)為一個粒子的移動速度和位置不能被同時測得；電子不再是可數(shù)的顆粒；也不是繞著固定的軌道運(yùn)行。

一九二三年，德布洛伊（Louis de Broglie）提出當(dāng)微小粒子運(yùn)動時，同時具有粒子性和波動性，稱為“質(zhì)—波二重性”，而薛定諤（Erwin Schrodinger）用數(shù)學(xué)的方法，以函數(shù)來描述電子的行為，并且用波動力學(xué)模型得到電子在空間存在的機(jī)率分布，根據(jù)海森堡測不準(zhǔn)原理，我們無法準(zhǔn)確地測到它的位置，但可以測得在原子核外每一點(diǎn)電子出現(xiàn)的機(jī)率。在波耳的氫原子模型中，原子在基態(tài)時的電子運(yùn)動半徑，就是在波動力學(xué)模型里，電子最大出現(xiàn)機(jī)率的位置。

隨著科學(xué)的演進(jìn)，人類逐漸理解“電”的物理量所能取得的數(shù)值是不連續(xù)的，它們所反映的規(guī)律是屬于統(tǒng)計(jì)性的。

6. 求原電池基礎(chǔ)知識

定義

在高中階段來說，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。編輯本段概述

原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。所以，根據(jù)定義，普通的干電池、燃料電池都可以稱為原電池。 組成原電池的基本條件： 1.將兩種活潑性不同的金屬（或?qū)щ妴钨|(zhì)）（Pt和石墨為惰性電極，即本身不會得失電子）（一種是相對較活潑金屬一種是相對較不活潑金屬）2.用導(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路。3.要發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 原電池工作原理 原電

原電池

池是將一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在原電池的負(fù)極和正極上發(fā)生，從而在外電路中產(chǎn)生電流。 原電池的電極的判斷： 負(fù)極：電子流出的一極；化合價升高的一極；發(fā)生氧化反應(yīng)的一極；活潑性相對較強(qiáng)金屬的一極。 正極：電子流入的一極；化合價降低的一極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極；相對不活潑的金屬或其它導(dǎo)體的一極。 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。 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”：看電極——兩極為金屬或?qū)щ妴钨|(zhì)且存在活潑性差異（燃料電池的電極一般為惰性電極）；看溶液——兩極插入電解質(zhì)中；看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸；看本質(zhì)——有無氧化還原反應(yīng)。 （2）多池相連，但無外接電源時，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。