原電池電解池的區(qū)別與判斷

摘要：原電池和電解池是氧化還原反應(yīng)原理的具體應(yīng)用，探究電極反應(yīng)發(fā)生的原因，是理解及應(yīng)用原電池、電解池的前提和關(guān)鍵。因此，在分析、研究原電池或電解池的問題時，要緊緊抓住氧化還原反應(yīng)這一主線索。同時，應(yīng)根據(jù)教材原理將原電池、電解池知識區(qū)別透徹，否則會給學(xué)生造成錯誤的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：原電池；電解池；電極反應(yīng)；判斷

在“原電池”與“電解池”的教學(xué)中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生不會區(qū)別與判斷原電池與電解池，這與學(xué)生缺乏感性知識，以及知識上歸納總結(jié)不系統(tǒng)化有很大的關(guān)系。盡管這兩部分內(nèi)容教材中都安排了演示實(shí)驗(yàn)，但這兩個演示實(shí)驗(yàn)的能見度比較低，因此印象不深，記憶不牢。再則學(xué)生高一必修2學(xué)原電池，高二選修4才學(xué)電解池，相隔半年，一些學(xué)生不能把相關(guān)知識加以對比、區(qū)別，這就造成在以后的練習(xí)題中無法區(qū)別與判斷。解決這個問題比較好的方法是幫助學(xué)生分析、歸納相似點(diǎn)與不同點(diǎn)?？偨Y(jié)根本不同點(diǎn)在于：電解池是一定要有外接電源。所以有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池。

一、原電池的有關(guān)問題

1.定義：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.實(shí)質(zhì)：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

3.構(gòu)成條件：（1）有兩個活潑性不同的電極：兩極為導(dǎo)體，金屬和金屬（或非金屬）而燃料電池的電極一般均為惰性電極；（2）將電極插入電解質(zhì)溶液中；（3）形成閉合回路；（4）有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。

說明：多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。

4.原電池的兩極分別是正、負(fù)極，兩極的確定方法為：

（1）由電極材料確定：相對活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘贋檎龢O。一般，負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液要能發(fā)生反應(yīng)，如：Mg－Al－HCl溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Mg；但Mg-Al-NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Al。

（2）根據(jù)在兩電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的化合價的升降、得失電子情況、發(fā)生反應(yīng)情況來判斷。如：甲醇燃料電池。顧名思義，甲醇燃燒一般生成二氧化碳，則碳元素化合價升高，是失電子造成的，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入甲醇的電極為負(fù)極。同理：氧氣是助燃劑，一般生成水，氧元素化合價降低，是得電子造成的，發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極為正極。

（3）根據(jù)外電路中自由電子的運(yùn)動方向規(guī)定：在外電路中電子流出的電極叫負(fù)極，電子流入的電極叫正極。

（4）根據(jù)外電路中電流流動方向判定：由于電子流動方向與電流流動的方向正好相反。所以在外電路中電流流出的電極叫正極，電流流入的電極叫負(fù)極。

（5）根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的運(yùn)動方向規(guī)定：在內(nèi)電路中陽離子移向的電極叫負(fù)極，陰離子移向的電極叫正極。

（6）由電極變化情況確定：某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，則此電極為負(fù)極；若某一電極上有氣體產(chǎn)生，電極的質(zhì)量不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，則此電極為正極，燃料電池除外。如：Zn-C-CuSO4溶液構(gòu)成的原電池中，C電極上會析出紅色固體物質(zhì)，則C為此原電池的正極。

5.原電池電極反應(yīng)式的書寫：

（1）如果題目給定的是圖示裝置，先分析正、負(fù)極，再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律去寫電極反應(yīng)式。

（2）如果題目給定的是總反應(yīng)式，可用加減法書寫電池反應(yīng)式：電池總反應(yīng)：還原劑+氧化劑+介質(zhì)＝氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物+其他負(fù)極：還原劑－ne-（+介質(zhì)）＝氧化產(chǎn)物（還原劑失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)）正極：氧化劑＋ne-（＋介質(zhì)）＝還原產(chǎn)物（氧化劑得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)）。

6.原電池的設(shè)計方法：以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，首先要確定原電池的正、負(fù)極，電解質(zhì)溶液及電極反應(yīng)；再利用基礎(chǔ)知識書寫電極反應(yīng)式，參照Zn－Cu－H2SO4原電池模型處理問題。如根據(jù)反應(yīng)：Cu＋2FeCl3＝2CuCl2＋2FeCl2設(shè)計一個原電池，為：Cu作負(fù)極，C（或Pt）作正極。FeCl3作電解質(zhì)溶液，負(fù)極反應(yīng)為：Cu－2e-＝Cu2+，正極反應(yīng)為：2Fe3+＋2e-＝2Fe2+。

二、電解池的有關(guān)問題

①定義：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。②實(shí)質(zhì)：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。③構(gòu)成條件：與直流電源相連的兩極；電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；形成閉合回路；非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。④電解池的兩極分別是陰極、陽極。電極的判斷及反應(yīng)的類型為：陽極：與電源正極相連的一極為陽極；元素價態(tài)升高、金屬電極或電解質(zhì)溶液中的陰離子失電子極則為陽極；發(fā)生氧化反應(yīng)的一極。陰極：與電源負(fù)極相連的一極為陰極；元素價態(tài)降低、電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子極則為陰極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極。