以铁-铜原电池为例,原电池将氧化还原反应的化学能直接转化为电能。点击模型部件或使用「下一步」逐步探究。
容纳反应发生的导电场所,Fe 做负极,Cu 做正极
参与氧化还原反应:Fe 失电子,H⁺ 得电子
导线和G表构成外电路,电子经G表从负极流向正极,G表右偏
电解质溶液构成内电路,离子定向迁移传导电荷
拖拽旋转 · 滚轮缩放 · 点击部件查看详情
电极材料是容纳电极反应发生的场所,为反应物提供得失电子的界面。
使用铁(Fe)做负极,铜(Cu)做正极。铁比铜活泼,会优先失去电子发生氧化反应。
两种活泼性不同的导体。活泼性较强的金属做负极,较弱的做正极。
负极(Fe)比正极(Cu)活泼,Fe 会失去电子变成 Fe²⁺ 进入溶液,而 Cu 电极本身不参与反应。
电极反应物是参与氧化还原反应的物质——还原剂(失电子)和氧化剂(得电子)。
Fe 作为还原剂,在负极失去电子:
H⁺ 作为氧化剂,在正极得到电子:
铁溶解进入溶液,铜极表面冒出气泡(H₂)。
电子导体即导线和G表,构成外电路,使电子从负极定向移动到正极。
电子从 Fe(负极)经导线和G表流向 Cu(正极)。G表指针右偏,表示电流从左到右。电子的定向移动产生电流。
外电路电流方向与电子流向相反——电流从正极(Cu)流向负极(Fe),电子从负极(Fe)流向正极(Cu)。
电路必须闭合,否则原电池无法工作。导线断开则无电子流动,反应停止。
离子导体即电解质溶液,构成内电路,通过离子定向迁移传导电荷。
使用稀硫酸(H₂SO₄)作为电解质溶液。
H⁺ 向正极(Cu)迁移,SO₄²⁻ 向负极(Fe)迁移。离子的定向移动使溶液中形成电流。
离子迁移维持溶液电中性,形成闭合回路。若无电解质溶液,内电路断开,原电池无法工作。