2个相同的电极可构成原电池吗？

　　摘要立足于中学化学的实际，从原电池的类型、构成条件、工作原理、电动势的产生机理等方面进行了定性阐述，适当拓展了原电池原理的有关知识，以适应素质教育的要求。
　　
　　关键词原电池 电极 电动势
　　
　　2个相同的电极可构成原电池吗?许多中学化学教师都会肯定地说“不行，因为构成原电池的条件之一就是具有2个不同的电极。”可是，在一次大型公开课上，有一组学生做原电池构成条件的探究性实验时，将2个相同的锌电极浸入到硫酸铜溶液后，发现电流计的指针偏转了。为什么会这样呢?一时间，在座的专家、同行议论纷纷，但都无令人信服的理论解释。
　　
　　其实如果我们查阅大学物理化学的电化学部分，则不难找到答案。不过，由于大学物理化学的电化学理论重在运用热力学理论进行定量分析，相对中学化学基础而浅显的电化学知识来说，显得过于深奥难懂，更难以向中学生解释清楚。因此，本文结合中学化学的实际，定性地阐述了原电池的有关知识，旨在帮助中学化学教师拓展相关知识，以应对素质教育的需要。
　　
　　1 原电池的类型
　　
　　使化学能转化为电能的装置，称为原电池或简称电池。根据原电池的组成及变化的特点，可将电池按以下几种方式进行分类:(1)按照电池中物质所发生的变化，可将电池分为2类:凡电池中电极反应的净结果为化学反应者称为“化学电池”，凡电池中电极反应的净结果仅是高浓度变成低浓度者称“浓差电池”。(2)按照电池包含电解质溶液的种类，又可将电池分为2类:电池中只含1种电解质溶液的称为“单液电池”，电池中含有2种电解质溶液的称为“双液电池”。(3)按照电池中能量变化的特点，也可将电池分为2类:凡化学能(即体系的吉布斯自由能的减少)全部转化为电能者称“可逆电池”，凡化学能只部分转化为电能者称“不可逆电池”。大学课本中只讨论可逆电池，而可逆电池的电极必须是可逆电极，可逆电极的特点是发生的充、放电反应互为可逆反应，如常见的甘汞电极Hg-Hg2Cl2|Cl-的电极反应可表示为:Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-。但中学阶段的原电池(除蓄电池或称可充电电池外)的电极一般是不可逆的，即为不可逆电池。尽管如此，两者的工作原理基本相同，差别主要在于不可逆电池尚无法运用热力学理论进行定量分析，在此无须将两者严格区分。故可将电池分为4种基本类型:(1)单液化学电池;(2)双液化学电池;(3)单液浓差电池;(4)双液浓差电池。
　　
　　2  4种电池的构成条件及工作原理
　　
　　构成原电池的必备条件有，①2个电极，②电解质溶液才③连成1个闭合回路，此外，还必须能自发地在两极上发生化学反应，并产生电流。以下分别介绍4种电池的构成条件(因③相同故略去)及简要工作原理。
　　
　　(1)单液化学电池:是由化学性质不同的2个电极浸在同一电解质溶液中组成的电池，或者是由不同气体冲击浸入同一电解质溶液的电极而成的电池。
　　
　　例如，不可逆电池:锌铜原电池Zn|H2SO4|Cu将锌片、铜片分别浸入H2SO4溶液后，由于所产生的电势差不等，所以电子会由电势较低的锌片流到电势较高的铜片，使锌片不断地失去电子生成Zn2+进入溶液，同时H+不断地在铜片上得到电子生成H2析出，电极反应式为，负极:Zn-2e-=Zn2+，正极:2H++2e-=H2↑，总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
　　
　　(2)双液化学电池:是将2个电极(可以相同也可以不同)分别浸入2种不同的电解质溶液中而组成的电池。由于在2种不同的电解质溶液的接触界面上也会产生电势差，并且会影响到整个电池的电动势的产生(即影响到电流的产生)。为了消除液体接界电势，通常采用的方法是“盐桥法”(即在2种电解质溶液之间，放置一饱和KCl溶液，这样可使液体接界电势降低到可以忽略的程度，若电解质溶液遇KCl会产生沉淀时，可用NH4NO3代替。)，盐桥用“||”表示。此外，还可用膜或素烧瓷杯将2种电解质溶液分开。

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