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正負極是根據物理學上的電位高低而規定的,多用於原電池。正極電位高,是流入電子(外電路)的電極;負極電位低,是流出電子(外電路)的電極。
陰陽極是化學上的規定,多用於電解池或電鍍池。陽極是指發生氧化反應的電極,陰極是發生還原反應的電極。
1.原電池:化學能轉化為電能的裝置,除燃燒電池外,一般有活潑金屬組成的負極。
2.電解池:電能轉化為化學能的裝置。
3.電鍍池:應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層新的金屬的裝置,鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬的物件接電源負極,電鍍液含有鍍層金屬離子。
4.電解精煉池:應用電解原理提純某些金屬的裝置,待提純的金屬接電源正極,該金屬的純淨固體接電源負極,電解液含有待提純金屬的陽離子。
1.根據構成原電池的電極材料判斷:活潑金屬作負極,較不活潑金屬或導電的非金屬及金屬氧化物作正極。
2.根據電子流向或電流流向判斷:電子流出或電流流入的電極為負極,反之為正極。
3.根據原電池的反應進行判斷:發生氧化反應的為負極,發生還原反應的為正極。可依據電極附近指示劑(石蕊、酚酞、溼潤的KI澱粉等)的顯色情況,推斷該電極是H+還是OH- 或I-等放電,從而確定正、負極。如用酚酞作指示劑,則溶液變紅色的那一極附近溶液的性質為鹼性,是H+放電導致c(OH-)>c(H+),H+放電是還原反應,故這一極為正極。
4.根據兩極現象判斷:溶解或質量減少的一極為負極,質量增加或有氣泡產生的一極為正極。
1.只有溶質發生化學變化
如用惰性電極電解CuCl2溶液、HCl溶液:
CuCl2Cu+Cl2↑;
2HCl 2H2↑+Cl2↑
2.只有水發生化學變化
如惰性電極電解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液的電極反應均為:
2H2O 2H2↑+O2↑
3.溶質、水均發生化學變化
如惰性電極電解CuSO4溶液:
2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑
惰性電極電解NaCl溶液:
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
4.溶質和水均未發生化學變化
如鐵器上鍍銅,
陽極銅棒:Cu-2e-=Cu2+
陰極鐵器:Cu2++2e-=Cu
1.加和性原則:根據得失電子守恆,總反應式為兩個反應式之和,若已知一個電極反應式,可用總反應式減去已知的反應式,得另一電極反應式。
2.能否共存原則:因為物質得失電子後在不同的介質環境中所存在的形式不同,所以電極反應式必須考慮介質環境。鹼性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+參加反應;當電解質溶液成酸性時,不可能有OH-參加反應。如甲烷燃料電池以KOH為電解質溶液時:
負極反應式:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
正極反應式:2O2+4H2O+8e-=8OH-
3.加氧失氧原則:加氧時,就在反應物中加H2O(電解質為酸性時)或OH-(電解質溶液為鹼性或中性時);失氧時,就在反應物加H2O(電解質為鹼性或中性時)或H+(電解質為酸性時)。如「鈕扣」電池以KOH為電解質溶液,其總反應式為:
Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,
負極Zn→Zn(OH)2,
根據加氧原則,負極反應式為:
Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;
正極Ag2O→Ag,
根據失氧原則,正極反應式為:
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
4.中性吸氧反應成鹼原則:在中性電解質溶液環境中,通過金屬吸氧所建立起來的原電池反應,其反應的最後產物是鹼。如銀鋅電池、鐵的吸氧腐蝕、以鋁、空氣、海水為材料組成的海水電池等。
1.電解飽和食鹽水制氯氣、氫氧化鈉(氯鹼工業)。
2.電解法冶煉活潑金屬(Na、Al、Mg)等。
3.電鍍。
4.電解精煉銅。
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