鉅大LARGE | 點擊量:2948次 | 2020年02月18日
原電池正負極的判斷方法
原電池工作原理
原電池反應(yīng)屬于放熱的反應(yīng),一般是氧化還原反應(yīng),但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是,電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的,而是還原劑在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電子通過外電路輸送到正極上,氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動和外部導(dǎo)線中電子的定向移動構(gòu)成了閉合回路,使兩個電極反應(yīng)不斷進行,發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程,產(chǎn)生電流,實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化。
但是,需要注意,非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計成原電池。從能量轉(zhuǎn)化角度看,原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;從化學反應(yīng)角度看,原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)外接導(dǎo)線傳遞給氧化劑,使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進行。
組成原電池的條件
(1)有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物)作電極;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中;
(3)兩極相連形成閉合電路;
(4)內(nèi)部條件:能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。
如上圖所示,組成的原電池:
(1)當電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時:Zn電極是負極,其電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+,該反應(yīng)是氧化反應(yīng);Cu電極是正極,其電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,該反應(yīng)是還原反應(yīng)。
(2)當電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時:Zn電極是負極,其電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+,該反應(yīng)是氧化反應(yīng);Cu電極是正極,其電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,該反應(yīng)是還原反應(yīng)。
原電池正負極的判斷
1.根據(jù)組成原電池的兩電極材料判斷。一般是活潑性較強的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)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)離子的定向移動的方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液中,陽離子移向的極是正極,陰離子移向的極是負極。
4.根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負極上總是失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),正極上總是得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。
5.根據(jù)總的電池反應(yīng)方程式中物質(zhì)的化合價變化判斷,化合價升高的反應(yīng)在負極,化合價降低的反應(yīng)在正極。
6.根據(jù)電極材料是否被溶解來判斷。原電池的負極有可能被溶解,而正極一定不會被溶解;相反,增重或有氣泡放出的一極為正極。
7.實驗法:看電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向。先用已知電池驗證電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向,再根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向確定原電池的正、負極。
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