的工作
原理
當把鋅板和銅板平行放入盛有
稀硫酸
的
燒杯
裏，用連有
電流計
的導線連接兩極時，可以觀察到三個重要的現象：鋅片溶解，
銅片
上有
氣體
逸出，
導線
中有電流通過。
此外,在食鹽
溶液
加快生銹的過程中,也發生了原電池反應
透過這些現象，分析兩極反應的實質，便可理解原電池是怎樣把
化學能
轉變為
電能
的原理。鋅是活潑
金屬
，容易失去
電子
變為
鋅離子
。鋅
電極
發生的電極反應式是：
鋅片
Zn－2e-＝Zn2+
（氧化反應）
鋅離子進入溶液，使得溶液裏的正電荷過多；同時鋅失去
的電子
沿導線經電流計流入銅片，使溶液裏原有的
氫離子
在銅電極上被還原成
氫原子
，這樣溶液中多余的正電荷就被中和；氫原子又結合成氫
分子
並放出。銅電極發生的電極反應式是：
銅片
2H+＋2e-=H2↑
（還原反應）
由於在鋅、銅兩個電極上不斷發生的
氧化還原反應
，使化學能轉變為電能。鋅片是給出電子的
壹極
，是電池的
負極
，銅片是電子流入的壹極，是電池的
正極
。電流的方向同
電子流
的方向相反，從正極銅流向負極鋅。
在原電池內
電解質溶液
中，
陰離子
流向負極，陽離子流向正極；
堿性
介質
下的
甲烷燃料電池
負極：CH4+10OH
-
-
8e-===CO32-
+7H2O
正極：2O2+8e-+4H2O===8OH-
離子方程式為：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O
總反應方程式為：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
燃料電池的負極壹定是
燃料
，因為電解質溶液是KOH溶液，所以生成的是CO3^2-不是CO2
負極：CH3CH2OH
-
12e-
+
16OH-
==
2CO3^2-
+
11H2O
正極：O2
+
2H2O
+
4e-
==
4OH-
總方程式：CH3CH2OH
+
3O2
+
4OH-
==
2CO3^2-
+
5H2O
從反應方程式中鉛的
化合態
PbO2和PbSO4可知：在稀H2SO4環境中＋4價和＋2價的鉛分別與O2－和SO42－的結合能力強。
（壹）放電時：（負極）Pb失2個電子變成＋2價的鉛後馬上與電極周圍的SO42－結合成PbSO4附在電極上，電極式為Pb-2e-+
SO42－==
PbSO4
；（正極）：PbO2
中的＋4價的鉛得到2個電子變成＋2價的鉛後馬上與電極周圍的SO42－結合成PbSO4附在電極上，釋放出的O2－與溶液中的結合成H2O，電極式為PbO2+
2e-+4
H＋+SO42－==
PbSO4+
2H2O；故放電時總反應式為Pb+PbO2+2H2SO4==
2PbSO4+
2H2O。
（二）充電時：（陰極）電極上的PbSO4中＋2價的鉛得到
電源
送來的2個電子變為Pb後釋放出SO42－，電極式為PbSO4+
2
e-==Pb
+SO42－；（陽極）電極上的PbSO4中＋2價的鉛被電源奪去2個電子變為＋4價的鉛，＋4價的鉛強行去奪H2O中的O2－，使自己變為PbO2，同時又使H2O中的H＋釋放出來，電極式為PbSO4+
2e-+2H2O＝＝PbO2+4H＋；故充電時總反應式為2PbSO4+2H2O＝＝PbO2+Pb+2H2SO4。