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原电池中正负极的判断

2024-10-29王敏

高中数理化 2024年20期

电化学知识是必考知识点,而其中原电池的正负极判断是解题的突破口.明确了原电池中的正负极,就可以判断电解质溶液中离子的移动方向、书写电极反应式等.本文从以下几个方面判断原电池正负极.

1 根据电极材料判断

以2种不同的金属作电极时,往往活泼金属作负极,相对不活泼的金属作正极.但特殊情况下,活泼金属也可作正极,如镁棒和铝棒用导线连接放入H2SO4溶液中,镁比铝活泼发生反应作负极;放入NaOH 溶液,铝反应而镁不反应,铝作负极而镁作正极.同样铜和铁(铝)用导线连接放入稀H2SO4 溶液中,铁(铝)作负极,铜作正极,如果铜和铁(铝)用导线连接放入浓HNO3 中,铁(铝)遇浓HNO3 发生钝化,而铜剧烈反应,因此铜作负极,铁(铝)作正极.

2 根据两电极加入或通入物质的性质判断

原电池的正负极可以通过电极通入物质的性质进行判断,通入的物质具有氧化性,能够发生还原反应,则该电极作原电池的正极,通入的物质具有还原性,能够发生氧化反应,则该电极作原电池的负极.

例1 下列电池模型实现了由自发反应向外输出能量,原理如图1所示.下列说法错误的是( ).

A.右侧为正极,外电路电势右侧较高

B.K+、SO24-分别通过a膜、b膜向中间移动

C.负极发生氧化反应:4OH- -4e- =O2↑+2H2O

D.该电池利用中和反应将化学能转变为电能

分析 右侧氧气得电子被还原,右侧电极为正极,反应为O2+4e- +4H+ =2H2O;左侧氧元素被氧化生成氧气,左侧电极为负极,反应为4OH- -4e- =O2↑+2H2O,选项C 说法正确.正极的电势比负极高,选项A 说法正确.a膜与b膜间的K+ 向右边移动、SO24- 向左边移动,因此中间的 K2SO4 溶液浓度变小,选项B说法错误.该装置为原电池,是将化学能直接转化为电能的装置,选项D说法正确.答案为B.

3 依据电极上物质的转化判断

电化学试题中大多会给出原电池原理示意图,分析原电池原理示意图,特别是电极上物质的转化情况,是解题的重要突破口.发生氧化反应的是原电池的负极,发生还原反应的是原电池的正极.

例2 图2所示为一种合成氨的方法,下列说法错误的是( ).

A.电子由电极a经导线移向电极b