原電池正負極判斷,失電子的一極為負極,得電子的一極為正極。不能簡單從金屬的活動性來作判斷,更不能認為活動性強的金屬一定為負極,活動性弱的為正極。
一、鋁、鎂原電池
鋁和鎂在稀硫酸溶液中組成原電池,鎂和鋁都能與稀硫酸反應,鎂更容易失電子,鎂為負極;鋁和鎂在氫氧化鈉溶液中組成原電池,因鎂不與氧化鈉溶液反應,真正失電子是鋁。
【例1】如圖1所示將鎂片和鋁片用導線相連,分別同時插入稀硫酸和氫氧化鈉溶液中,回答下列問題:
(1) 指出各池中的負極材料并寫出其電極方程式。
①負極材料:
A池 ,B池 。
②電極反應式:
A池:正極 ,負極 。
B池:正極 ,負極 。
(2) 從構成原電池的幾個組成部分來看,判斷原電池的負極,除了要考慮金屬的活潑性外,還要考慮 。
解析:在A池中可與稀硫酸發生化學反應的有鎂和鋁Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑由于鎂的金屬活潑性大于鋁,所以該電池中的化學反應為Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,鎂失電子作電池負極,鋁作正極。在B池中能發生的化學反應只有鋁和堿的反應,即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3O2↑,所以該電池中鋁失電子作電池負極,而鎂只能作正極。
答案:(1)①A池鎂作負極材料,B池中鋁作負極材料
②A池:正極2H++2e-=H2↑
負極Mg-2e-=Mg2+
B池:正極6H2O+6e-=3H2↑+6OH-
負極2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O
(2) 池中能夠發生的氧化還原反應。
易錯點提示:認為Mg的金屬性大于Al,將正、負極顛倒而出現錯寫。
點評:學習電解原理,記住以下口訣:失電子的一極為負極,得電子一極為正極。
二、銅、鋁原電池
銅和鋁在稀硫酸中組成原電池,失電子是鋁;如果在濃硝酸溶液中,因鋁與濃硝酸發生鈍化,真正失電子是銅。
【例2】某研究性學習小組,為了探究電極與原電池的電解質之間關系,設計了下列實驗方案:用鋁片、銅片、鎂片作電極,分別與下列溶液構成原電池,并接電流表。
(1)若電解質溶液為0.5mol/L硫酸,電極為銅片和鋁片,則電流計指針偏向_________(填“鋁”或“銅”)。鋁片上的電極的反應式為__________________________________________;
(2)若用濃硝酸作電解質溶液,電極為銅片和鋁片,則電流計指針偏向_________(填“鋁”或“銅”),鋁片為________極(填“正”或“負”)。銅極上電極反應式為:______________ , 正極上發生的電極反應式為__________________________________________;
(3)若電解質溶液為0.5mol/L氫氧化鈉溶液,電極為鎂片和鋁片,則正極發生的電極反應為____________________________ 。通過上述實驗探究,你受到的啟__________________________________________ 。
解析:在稀硫酸溶液中鋁比銅活潑,構成原電池時銅為正極,鋁為負極;而在濃硝酸中,鋁被鈍化,銅溶解,所以銅為負極,電流總是由正極流向負極;在氫氧化鈉溶液中鎂不失去電子,而鋁失去電子。
答案:(1)鋁;2Al+6H+=2Al3++3H2↑;(2)銅;正,Cu-2e-=Cu2+;2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2O
(3)2H2O+2e-=2OH-+H2↑
啟示1:電極類型與電解質溶液性質有關;
啟示2:金屬活潑性相對某溶液而言,不同的物質相對同一種金屬,可能活潑性發生變化;
啟示3:根據電極類型比較金屬活潑性不一定正確;
啟示4:可以通過電流流向確定金屬的相對活潑性。
(作者單位:湖北省嘉魚縣南嘉中學)
責任編校 李平安