原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。图8-2就是Cu-Zn原电池的装置示意图，它是由英国人丹尼尔(J.F.Daniell)设计的，又称为丹尼尔电池。在盛有ZnSO₄溶液的烧杯中插入Zn片，在盛有CuSO₄溶液的烧杯中插入Cu片，构成原电池的两极。两个烧杯之间倒置的U形管称为盐桥，它是将饱和的KCI溶液灌入U形管中并用琼脂封口。一般情况下，U形管中的溶液不会流出，而K⁺和Cl^-又可以在其中做定向的迁移，用来平衡两池中因电池反应而产生的过剩的正负电荷，保持溶液的电中性，使电池反应能够持续进行。Zn片和Cu片用导线与检流计相连，形成回路。

图8-2 Cu+Zn 原电池的装置示意图

电路接通以后，检流计的指针发生偏转，说明有电子流过。根据检流计指针偏转的方向可知，Zn片为负极，Cu片为正极。随着反应的进行，Zn片逐渐溶解，而Cu片上不断有单质Cu析出。

1. 电极反应

在Cu-Zn原电池中，Zn片和Cu片上发生的反应分别为

反应(1)和反应(2)是发生在原电池负极和正极的反应，这种在电极上发生的反应称为电极反应或半反应、半电池反应。
电极反应中，氧化数高的物质为氧化型，氧化数低的物质为还原型；氧化数升高的反应称为氧化反应，氧化数降低的反应称为还原反应。

发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。对于原电池，阳极为负极，阴极为正极。

电极反应(1)和(2)相加得电池反应，即

这是一个由单质Zn置换Cu²⁺的典型的氧化还原反应，只不过在电池反应中，电子的转移不是在氧化剂和还原剂之间直接进行，而是通过外电路以电流的方式进行转移，完成由化学能向电能的转化。

电极反应的通式一般写成

2. 氧化还原电对

氧化型物质写在左侧，还原型物质写在右侧，二者之间用斜线隔开，则构成氧化还原电对，简称电对，如Cu²⁺/Cu、Zn²⁺/Zn、Cl²/CI^-、PbO²/Pb²⁺等。

在电对中只写氧化数发生变化的物质，而其他氧化数不发生变化的物质，虽然在电极反应中出现，但在电对中不写出，如电极反应

在电对中只写出PbO₂和Pb²⁺，而电极反应中的H⁺和H₂O等氧化数不变的物质不写出。

在电对中只写出物质而不写化学计量数，如电极反应

电对表示成Cl₂/CI^-，而不是Cl₂/2Cl^-。

由电对可以写出电极反应，故电对也能反映出电极反应的实质。用电对表示电极或电极反应会更为方便。

3. 原电池的表示方法

原电池可以用电池符号来表示，如Zn-Cu电池可以表示为

(-)Zn |Zn²⁺(c1)‖ Cu²⁺(c₂)|Cu(+)

在电池符号的表示中：

(1)电池的负极写在左侧，正极写在右侧，并用(-)和(+)表示。

(2)两边的Zn、Cu表示极板材料，若电对中的物质不能构成极板材料(如非金属单质，相应的离子或同种元素不同氧化数的离子等)，则要写上惰性极板，如Pt、石墨等。例如

(-)Pt | Fe²⁺(c1)，Fe³⁺(c2)‖ CI-(c2)|Cl₂(p1)|Pt(+)

(3)“|”代表两相的界面，“‖”代表两极之间的盐桥。

(4)处于同一相中同种元素的不同氧化数的离子用逗号分开。

(5)离子的浓度、气体的分压要在括号内标明。例如

(-)Pt|H₂(p^Θ)|H+(10^-3 mol·dm^-3)‖ H⁺(10^-2 mol·dm^-3)|H₂(p^Θ)|Pt(+)其中p^Θ表示标准大气压。

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

版权与免责声明：转载目的在于传递更多信息。

如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。