水果电池中具体 化学反应式是什么? 水果电池原理是什么?

这个问题, 以前在百度上以及网上,被问过很多次, 包括百度百科也有介绍
但是 我没看明白.所以回答时候, 请不要照搬以往的回答, 我不会采纳转载来的回答. 请真正懂的人回答一下, 谢谢.

具体指出 以 铜和铁为例, 指出为什么正负极分别是 ? 和 ?.
并具体指出 ,在正极和负极附近发生了怎样的化学反应, 方程式是什么?
为什么经过这样的化学反应, ? 就成为了正极, 而 ? 就成了负极?

  水果电池的的发电原理是:两种金属片的电化学活性是不一样的,其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子,由于产生了正电荷,整个系统需要保持稳定(或者说是产生了电荷,电荷造成下列结果),所以在组成原电池的情况下,由电子从回路中保持系统的稳定,这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关,(如果是要表达为一个函数关系的话,那么这个函数其实是和离子强度有关的而且还是定量关系,和离子浓度有定性的关系),在此情况下,如果回路的长度改变,势必造成回路的改变,所以也会造成电压的改变。
  金属的活动性顺序表是这样排的:
钾钙钠镁铝 锌铁锡铅氢 铜汞银铂金
越排在前面的活动性越强,活动性强的可以置换出活动性弱的,比如钾钙钠与水 反应生成氢气,这就相当于钾钙钠置换出了氢元素。 铁和铜的区别,铁是排在氢前面的,活动性比氢强,铜是排在氢后面 的,活动性比氢弱。具体表现在铁可以和盐酸反应生成氢气而铜不能。
水果电池的话能够反应主要是因为水果中的果汁存在酸性电解质,暂且把它 视作盐酸一类的东西,然后铁遇到酸是会发生反应生成氢气的,相当于一个失电 子的过程, 所以铁比氢容易失去电子 ,离子方程式就是Fe - 3e --> Fe3+
铁元素从0价变成+3价,也就是说铁元素失去了三个电子(一个电子带一个负电荷,失去3个变成正三价)
以上我们可以得出铁是负极,因为失电子的是负极。
然后铁失去电子呢就通过导线转移到了正极铜那里,但是铜
是金属,是不可以得到电子成为负价的,所以是那里的水得到了电子,水得到电子生成氢气
2H20 + 2e --> 2OH- + H2(气体上标)
然后你看,电子是从铁到达铜的,电子运动方向和正电荷相反,正电荷运动的方向被定义为电流方向,也就是说电流从铜流向铁,所以铜是正极铁是负极
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2009-03-09
碧落海的Irene 的回答很正确,4a4的回答很易懂。我支持他们两位。
添一点自己的:这种水果电池中的反应,学名叫原电池反应。原电池的构成条件有三个:
(1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。(以上是百度百科里的知识,很正确,不得不采纳)
然后来分析一下这段材料。两种金属活动性不同的金属,具体来讲,就是你说的一块铁片,一块铜片。电解质,通俗来讲,就是酸碱盐之类的东西,水果里面的酸和无机盐在这个原电池中充当电解质。然后你把两块金属,也就是两个电极,通过小电珠等连起来,就构成了一个回路:铜片→导线→小电珠→导线→铁片→水果(水果里面的电解质溶液也可以导电的!可以把它也看成一段导线)→铜片。回路(你可以理解成一个首尾相接的电路环)有了,那么回路里只要有一个力推着电子走,就会有电流了。
那么,这个理从哪里来呢?我们不考虑太复杂的情况,假设水果里的各种电解质中只有某种酸参与了反应。我可以先告诉你,酸参加反应,实际上是一种叫做氢离子(H+)的东西参加了反应。所以我们只考虑氢离子好了。我们知道,当把一种比较活泼的金属比如铁放到酸里时,他会被酸腐蚀。准确的讲,铁与氢离子发生了反应。用离子反应方程式表示是:
2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2
这个不懂没关系。简单地说,铁原子觉得自己身上的电子一点也不缺,但氢离子却是非常迫切地想要一个电子。于是,铁给了它一个电子,还嫌不够,又给了另外两个氢离子每人一个电子,自己变成了铁离子,进入了溶液中。氢离子得到电子,就变成了氢原子,转眼间忘恩负义,变成氢气玩去了....
然后再看看铜,他可是个小气鬼,一点也不愿意给别人电子。于是他就不与酸反应。用专业术语讲,叫金属活动性较低。
当分别单独放入酸中时,铁与酸反应冒氢气泡,铜不反应。可当用导线把他们连起来后,情况就发生了变化。铁依然失电子,但却变成了默默奉献:他把电子通过小电珠和导线传到了铜那里,然后通过铜传给氢离子,这时的铜接受了铁传来的电子,也假慷慨起来。在我们看起来,铜那边的氢离子得了电子变成了氢气,但实际上,是铁在默默贡献电子。在小电珠所在的电路(外电路)里,电子从铁经过小电珠流到铜,所以如碧落海所言,铜是正极。
那个金属活动性顺序,可以理解为付出电子的慷慨程度,排在前面的最慷慨。
为什么用导线一连,电子就一定先跑到铜那边去再与氢离子结合呢?我也不知道,我们老师也没讲。高中阶段不必掌握。记住:电子一定通过导线先流向金属活动性弱的一端,也就是说,活动性强的,一定做负极。
关于方程式,由于水果中有成千上万种有机物,发生的反应很多,但原理都与以酸为例的反应类似。即使是酸,也有好多种,所以只能写离子方程式:
铁片:Fe –3e- = Fe3+ 氧化反应(负极)

铜片附近:2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应(正极)
嗯,就是这样了~头一次打这么多字,累死了....呼呼.....顺便说一句,一楼你太不负责了!
第2个回答  推荐于2017-09-19
金属的活动性顺序表是这样排的:

钾钙钠镁铝 锌铁锡铅氢 铜汞银铂金

越排在前面的活动性越强,活动性强的可以置换出活动性弱的,比如钾钙钠与水

反应生成氢气,这就相当于钾钙钠置换出了氢元素。

然后你看,铁和铜的区别,铁是排在氢前面的,活动性比氢强,铜是排在氢后面

的,活动性比氢弱。具体表现在铁可以和盐酸反应生成氢气而铜不能。

水果电池的话能够反应主要是因为水果中的果汁存在酸性电解质,暂且把它

视作盐酸一类的东西,然后铁遇到酸是会发生反应生成氢气的,相当于一个失电

子的过程,

所以铁比氢容易失去电子

离子方程式就是Fe - 3e --> Fe3+

铁元素从0价变成+3价,也就是说铁元素失去了三个电子(一个电子带一个负电荷,失去3个变成正三价)

以上我们可以得出铁是负极,因为失电子的是负极。

然后铁失去电子呢就通过导线转移到了正极铜那里,但是铜

是金属,是不可以得到电子成为负价的,所以是那里的水得到了电子,水得到电子生成氢气

2H20 + 2e --> 2OH- + H2(气体上标)

然后你看,电子是从铁到达铜的,电子运动方向和正电荷相反,正电荷运动的方向被定义为电流方向,也就是说电流从铜流向铁,所以铜是正极铁是负极本回答被提问者采纳
第3个回答  2009-03-08
在水果(西红柿、苹果都可以)里插上两个电极,正极用铜片,负极用锌片(干电池外壳就是),然后可以发现有电压存在……
这个电池就是化学电池,具体原理,网上有很多,限于篇幅,就电池工作原理示意图

构成电池的基本元件:阳极,阴极和电解液
阳极:电子通过外电路被移出,电极本身发生氧化反应。阴极:通过外电路获得电子,电极本身发生还原发应。
电解液:在电池内部提供离子从一个电极到另一个电极的迁移通道。
电极的活性材料可以是气体、液体或固体,电解液可以是液体或固体

1.碱性电池
负极反应
Zn + 2 OH- —> ZnO + H2O + 2 e-
正极反应
2MnO2 + H2O + 2 e- —>Mn2O3 + 2 OH-
完整的反应
Zn + 2MnO2 —> ZnO + Mn2O3 1.5 V

2.锂亚硫酰氯电池
负极反应
Li —> Li+ + e-
正极反应
4Li+ + 4e- + 2SOCl2 —> 4LiCl + SO2 + S
完整的反应
4Li + 2SOCl2 —> 4LiCl + SO2 + S 3.6V

3.锂二氧化锰电池
负极反应
Li —> Li+ + e
正极反应
MnO2 + Li+ + e —> MnIIIO2(Li+)
完整的反应
Li + MnO2 —> MnIIIO2(Li+) 3.6V

4.镍氢电池
负极反应
MH + OH- <—> M + H2O + e-
0.83V

正极反应
NiOOH + H2O + e- <—> Ni(OH)2 + OH-
0.49V

完整的反应
NiOOH + MH <—> Ni(OH)2 + M
1.32V

5.镍镉电池

负极反应
Cd + 2OH- <—> Cd(OH)2 + 2e-
0.81V

正极反应
NiOOH + 2H2O + 2e- <—> Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V

完整的反应
Cd +NiO2 + 2H2O <—> Cd(OH)2 + Ni(OH)2
1.30V

6.锂离子电池

负极反应
6C+Li+ +e-<—>6CLi

正极反应
LiCoO2<—> CoO2 + Li+ + e-

完整的反应
6C+ LiCoO2<—> CoO2+6CLi
3.7 V

7.锂聚合物电池

负极反应
6C+Li+ +e-<—>6CLi

正极反应
LiCoO2<—> CoO2 + Li+ + e-

完整的反应
6C+ LiCoO2<—> CoO2+6CLi
3.7 V

8.镍锌电池

负极反应
Zn + 2OH- <—> Zn(OH)2+ 2e
1.24V

正极反应
NiOOH + 2H2O + 2e- <—> Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V

完整的反应
2NiOOH + Zn + 2H2O <—> 2Ni(OH)2 + Zn(OH)2
1.73V

9.钠硫电池

负极反应
2Na <—> 2Na+ + 2e-

正极反应
3S + 2e-< —> S32-

完整的反应
2Na + 3S <—> Na2S3
2.076V

10.铁镍电池

负极反应
Fe + 2OH- <—> Fe(OH)2 +2e-
3Fe(OH)2 + 2OH-< —> Fe3O4 + 4H2O + 2e-
0.81V

正极反应
2NiOOH + 2H2O<—> 2Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V

完整的反应
3Fe + 8NiOOH + 4H2O<—>8 Ni(OH)2 + Fe3O4
1.30V 不介绍了……
第4个回答  2009-03-09
1.首先楼主知道什么是元素的活性么? 通俗的讲,元素的活性就是该元素发生变化的强弱程度.楼主如果很细心的话,平时一定见过很多铁被腐蚀,生锈.而铜被腐蚀生锈却很少见.这就是因为铜的活性没有铁的强.
2.楼主吃水果有的时候是不是会感觉很酸?没错,那就是果酸,它是一种弱酸.酸对铁的腐蚀性很大的,即使是弱酸,也可以是铁发生化学变化.这样就可以导致铁失去最外层电子.电子永远都会寻找电阻最小的路径传播,所以铜便成为电子流通的最好路径了.
3.有次可知了,楼主看好.不知道你是否知道电子在电池内部的运动方向? 电子在电池内部的运动方向是由负指向正的.铁由于酸的腐蚀,失去了电子,电子流向铜,宏观的看就是一个电池内部的电子流向.所以说,铜作为电池的正极,铁便理所当然的是负极了.
4.化学式楼上有位大哥发过了,基本就是负极:Fe –3e- = Fe3+,这个但是有一部分是Fe-2e-=Fe2+ , Fe2+ -e-=Fe3+ 这样才比较准确.因为铁的最外层有3个电子,所以失去3个电子后才稳定,但是铁却不都是直接失去3个电子的,而有的是先失去2个,再失去一个.正极:2H+ + 2e=H2
希望楼主不会再为这个简单的小问题困惑了.