一、 原電池電極的判斷以及電極方程式的書寫

1.原電池正、負極的判斷方法：

(1)由組成原電池的兩極材料判斷。

一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。

(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。

電流由正極流向負極;電子由負極流向正極。

(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的流動方向判斷。

在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負極。

(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。

原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

(5)電極增重或減輕。

工作后，電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電，電極活動性弱;反之，電極質(zhì)量減小，說明電極金屬溶解，電極為負極，活動性強。

(6)有氣泡冒出。

電極上有氣泡冒出，是因為發(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明電極為正極，活動性弱。

2.原電池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫

(1)題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式：

①首先找出原電池的正、負極，即分別找出氧化劑和還原劑。

②結(jié)合介質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。

③寫出電極反應(yīng)式(注意兩極得失電子數(shù)相等)，將兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式。

(2)題目中給出原電池的總反應(yīng)式：

①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng);找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑參加的反應(yīng)即為負極反應(yīng)。

②當氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)注意介質(zhì)的反應(yīng)。

③若有一電極反應(yīng)較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)，然后再利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)即得到另一電極反應(yīng)。

說明：在書寫電極反應(yīng)式時要注意哪些方面?

1.兩極得失電子數(shù)目相等;

2.電極反應(yīng)式常用“=”不用“→”表示;

3.電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”;而弱電解質(zhì)或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示;

4.寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H+或OH-或H2O;

5.兩電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)的三個方程式，若已知其中兩個，可由方程式的加減得到第三個。

二 、原電池工作原理的應(yīng)用

1.依據(jù)原電池原理比較金屬活動性強弱

(1)電子由負極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負極，二者是相反的。

(2)在原電池中，活潑金屬作負極，發(fā)生氧化反應(yīng);不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

(3)原電池的正極通常具備特定的現(xiàn)象：有氣體生成，或電極質(zhì)量增加或不變等;負極通常不斷溶解，質(zhì)量減少。

2.根據(jù)原電池原理，把各種氧化還原反應(yīng)設(shè)計成電池

從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極。

(1)電解質(zhì)溶液的選擇

電解質(zhì)是使負極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)�；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如，在銅—鋅—硫酸構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2+的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2+的溶液中。

(2)電極材料的選擇

4種情況：

①活潑性不同的兩種金屬。例如，鋅銅原電池中，鋅作電池的負極，銅作電池的正極。

②金屬和非金屬。例如，鋅錳干電池中，鋅片作電池的負極，石墨棒作電池的正極。

③金屬和化合物。例如，鉛蓄電池中，鉛板作電池的負極，二氧化鉛作電池的正極。

④惰性電極。例如，氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt。

三、原電池正負極判斷的方法

1.由組成原電池的兩極材料判斷

較活潑的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正極。

2.根據(jù)電流方向或電子流向判斷

外電路中，電流由正極流向負極，電子由負極流向正極。

3.根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷

在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。

4.根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷

原電池中，負極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個總方程式，則可根據(jù)化合價升降來判斷。

5.根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷

原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極上放電，該極為正極，活潑性較弱;反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解，為負極，活潑性較強。

6.根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷

原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因為該電極發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說明該電極為正極，活潑性較弱。

7.根據(jù)某電極(X)附近pH的變化判斷

析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說明X極為正極，金屬活動性較強。

書寫電極反應(yīng)式前，我們應(yīng)首先明確電池的正負極、電極材料和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，對于二次電池還要注意放電或充電的方向。

(1)電極的判斷

對于普通電池，我們通常比較兩個電極的金屬活動性，通常金屬活動性強的電極為電池的負極，金屬活動性弱的電極或非金屬(通常為石墨)為電池的正極。

對于燃料電池，兩個電極的材料通常相同，所以從電極材料上很難判斷電池的正負極。判斷電池正負極的方法，通常是利用電池總反應(yīng)式，含化合價升高元素的反應(yīng)物為電池的負極反應(yīng)物，此電極為負極;含化合價降低元素的反應(yīng)物通常為電池的正極反應(yīng)物，此電極為電池的正極。

(2)電極反應(yīng)書寫步驟

例如，鉛蓄電池其總反應(yīng)式為：

PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)

其電極反應(yīng)式的書寫步驟為：放電時，為原電池原理，總反應(yīng)式中已指明放電方向從左向右的過程，即可逆符號左邊為反應(yīng)物，右邊為生成物。

①由化合價的升降判斷負、正極的反應(yīng)物

負極：Pb　正極： PbO2

②主產(chǎn)物　負極：PbSO4　正極：PbSO4

③由化合價升降確定電子得失的數(shù)目　負極：-2e-　正極：+2e-

④電極反應(yīng)關(guān)系式　負極：Pb-2e-⇒PbSO4　正極：PbO2+2e-⇒PbSO4

⑤考慮電解質(zhì)溶液，再利用電荷守恒、質(zhì)量守恒調(diào)整反應(yīng)式

負極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

充電時，是總反應(yīng)式的逆向過程，氧化劑、還原劑都為PbSO4

分析反應(yīng)過程

陰極(發(fā)生還原反應(yīng)或與外電源負極相連)反應(yīng)過程：PbSO4

陽極(發(fā)生氧化反應(yīng)或與外電源正極相連)反應(yīng)過程：PbSO4

充電時電極反應(yīng)

陰極：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

陽極：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

五、電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律(惰性電極)

1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液，分析電解反應(yīng)的一般方法和步驟

(1)分析電解質(zhì)溶液的組成，找出離子，并分為陰、陽兩組。

(2)分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式。

(3)合并兩個電極反應(yīng)式，得出電解反應(yīng)的總化學方程式或離子方程式。

2.反應(yīng)類型

(1)電解水型：含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的電解。如：

陰極：4H++4e-=2H2↑，

陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑，

總反應(yīng)：

(2)自身分解型：無氧酸(除HF外)、不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物外，如HCl 、CuCl2等)溶液的電解。如：

陰極：Cu2++2e-=Cu，

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑，

(3)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的電解。如：

陰極：2H++2e-=H2↑，

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑，

(4)放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。如：

陰極：2Cu2++4e-=2Cu，

陽極：2H2O-4e-=O2↑+4H+，

原電池、電解池和電鍍池的比較

原電池 電解池 電鍍池 定義 將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置 應(yīng)用電解原理，在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置 裝置舉例 形成條件 ①活動性不同的兩個電極(連接);②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng));③形成閉合回路直流電源; ①兩個電極接②兩個電極插入電解質(zhì)溶液;③形成閉合回路電源正極; ①鍍層金屬接

②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子 電極名稱 負極：較活潑金屬;

正極：較不活潑金屬(或能導電的非金屬) 陽極：與電源正極相連的極;

陰極：與電源負極相連的極(由外加電源決定) 陽極：鍍層金屬;陰極：鍍件(同電解池) 電極反應(yīng) 負極：氧化反應(yīng)，金屬失電子;

正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子 陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子;

陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子 陽極：金屬電極失電子;

陰極：電鍍液中陽離子得電子 電子流向 負極正極 電源負極陰極

電源正極陽極 電源負極陰極電源正極陽極 反應(yīng)原理舉例 負極：Zn-2e-=Zn2+

正極：2H++2e-=H2↑

總反應(yīng)：

Zn+2H+Zn2++H2↑ 陽極：2Cl--2e-=Cl2↑

陰極：Cu2++2e-=Cu

總反應(yīng)：

Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ 陽極：Zn-2e-=Zn2+

陰極：Zn2++2e-=Zn

溶液中

Zn2+濃度不變 主要應(yīng)用 金屬的電化學腐蝕分析;

犧牲陽極的陰極保護法;

制造多種新的化學電源 電解食鹽水(氯堿工業(yè));電冶金(冶煉Na、Mg、Al);精煉銅 鍍層金屬為鉻、鋅、鎳、銀等，使被保護的金屬抗腐蝕能力增強，增加美觀和表面硬度 實質(zhì) 使氧化還原反應(yīng)中的電子通過導線定向轉(zhuǎn)移，形成電流 使電流通過電解質(zhì)溶液，而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程 聯(lián)系 (1)同一原電池的正、負極發(fā)生的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。

(2)同一電解池的陰極、陽極發(fā)生的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。

(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算