原电池正负极判断方法小结
原电池正负极判断方法小结
南召现代中学化学组 李帮玉
原电池的正负极的确定是学习原电池的基础,是解决一切相关问题的钥匙,也是高考必考的内容。原电池正负极不能确定或判断错误,一切与原电池相关的填空、选择都无从下手。原电池正负极的判断在解题时非常重要,但在教材中对正负极的判断没有全面总结,只是指出电子流出的一极为负极,电子流入一极为正极,而在试题中电极的判断却形式多样,给学生们做题造成较大的困难,主要表现在:做题用时太慢,甚至判断错误。在此,把电极的判断方法作一小结,以期帮助大家迅速而准确地判断电池的正负极。
一、由电极材料判断,原电池的两个电极若是活泼性不同的两种金属,如Cu、Zn,一般活泼金属为负极,相对不活泼金属为正极,若两根由金属与非金属(如石墨)构成,则金属为负极,非金属为正极,若两电极由金属与金属氧化物构成(如PbO2,MnO2等),则金属为负极,金属氧化物为正极。
二、由反应的本质判断,由电极材料判断正负极,只是经验规律,不是从本质上确定电极的正负,遇到特殊情况(如Mg、Al与NaOH构成原电池),会造成判断错误。那么,从反应本质上讲负极就是失去电子,化合价升高,发生氧化反应的电极;正极就是得到电子,化合价降低,发生还原反应的电极。
三、由外电路中电子、电流的流向及内电路中阴阳离子的移动方向判断。对于一个原电池外电路中,电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。相反,电流流出的一极为正极,电流流入的一极为负极。在内电路中,阴离子移向的一极为负极,阳离子移向的一极为正极。
四、由反应过程中两电极质量的变化来判断。在反应过程中,负极材料往往因为失去电子溶解而质量减少,而正极往往有金属析出而质量增加。所以,一般电极质量减少的为负极,电极增加的为正极(当然也有例外,如氢氧燃料电池,两极质量不变,而铅蓄电池两极质量都增加)。
五、由两极附近电解质溶液的变化判断。
原电池的负极在反应过程中往往会因消耗OH-(如Zn-2e-+2OH-→ZnO+H2O)或产生H+(如H2 -2e-→2H+、CH4-8e-+2H2O→CO2+8H+),使其附近的电溶液PH降低,而正极在反应过程中往往会消耗H+(如MnO2+2e-+4H+→Mn2++2H2O,O2+4e-+4H+→2H2O)或产生(如MnO2+2e-+2H2O→Mn(OH)2+2OH-,O2+4e-+2H2O→4OH-),而使正极区电解质溶液的PH升高,所以若电极附近电解质溶液PH降低的为负极,相反PH升高的为正极。
最后为方便大学掌握和记忆,把电池正负判据列表如下
电极 材料 | 实质 | 化合价 变化 | 反应 类别 | e-流向 | 电流 流向 | 向该电极移动的离子 | 质量变化 | PH变化 | |
正极 | 不活泼金属 或非金属 | 得e- | 降低 | 还原 | 流入 | 流出 | 阳离子 | 增大 | 升高 |
负极 | 活泼金属 | 失e- | 升高 | 氧化 | 流出 | 流入 | 阴离子 | 减小 | 降低 |
以上原电池电极判断方法,在实际做题过程中非常实用而有效,只要大家熟练掌握以上方法,在处理与原电池相关的题型时,就会非常简捷准确地判断出电池的正负极,一切相关问题都会迎刃而解。
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