單線橋法判斷原電池正負極

呂則思+金鴻

摘 要：用單線橋判斷電池的正負極是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確性，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程。

關(guān)鍵詞：單線橋；電池；電極；判斷

一、問題提出

在原電池的正負極判斷問題上，方法有很多，如：由組成原電池的兩極材料判斷，根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷，根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷，根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷，根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷，根據(jù)某電極附近pH的變化判斷等，方法很多。但是這些方法要么不準(zhǔn)確（如由組成原電池的兩極材料判斷），要么涉及復(fù)雜的內(nèi)外電路，要么需要畫出電池（如根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷）。大多數(shù)方法都涉及復(fù)雜的原電池，學(xué)起來很不方便。筆者下面介紹一種用氧化還原的單線橋法來判斷原電池正負極的方法。

二、基本原理

單線橋表示氧化還原的方法時，是從電子給予體指向電子接受體。原電池中電子總是從負極流出，正極流入。電流是電荷的定向移動，正電荷定向移動的方向就是電流的方向，與電子移動方向相反，那么單線橋中就可以看成電子的流向為電子給予體流出，電子接受體流入。我們知道還原劑失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑得到電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，稍作引申就可以是電子從還原劑流出，從氧化劑流入。那么就有：

■

三、典型例題分析

例1：現(xiàn)有鋁片和鎂片，把它們分別插入燒杯中，上端用導(dǎo)線連接使其形成閉合回路，試判斷該電池正負極。

■

2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O

從上面的單線橋可以看出，電子從Al流出，從H2O流入，就可以得出結(jié)論：Al為負極，與水相接觸的另一種導(dǎo)體為正極（沒參加電極反應(yīng)），反應(yīng)在堿性條件下進行。

負極反應(yīng)：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O

正極反應(yīng)：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

例2：CH4與O2用NaOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池（負極為惰性電極）。

■

從上面的單線橋可以看出，電子從CH4流向O2，就可得出結(jié)論：與CH4相連的導(dǎo)體為負極，與O2相連的導(dǎo)體為正極，電池在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)。

負極反應(yīng)：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

正極反應(yīng)：2O2+4H2O+8e-=8OH-

例3：銀鋅紐扣電池

■

從上式可以看出，電子從Zn流向Ag2O，可得出結(jié)論：Zn為負極，與Ag2O接觸的不銹鋼為正極。

負極反應(yīng)：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

例4：酸性鉛蓄電池

■

從上面的單項橋可以看出，電子從Pb流向PbO2,Pb為負極，與PbO2相連的導(dǎo)體為正極，電池在酸性條件下發(fā)生。

負極反應(yīng)：Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極反應(yīng)：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O

上面四個例題的呈現(xiàn)看出，用單線橋判斷電池的正負極，確實是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)（甚至需要畫出電池）才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)原電池的知識更為方便，準(zhǔn)確性有了提高，而且所涉及的氧化還原知識層次低，便于學(xué)生掌握。

摘 要：用單線橋判斷電池的正負極是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確性，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程。

關(guān)鍵詞：單線橋；電池；電極；判斷

一、問題提出

在原電池的正負極判斷問題上，方法有很多，如：由組成原電池的兩極材料判斷，根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷，根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷，根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷，根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷，根據(jù)某電極附近pH的變化判斷等，方法很多。但是這些方法要么不準(zhǔn)確（如由組成原電池的兩極材料判斷），要么涉及復(fù)雜的內(nèi)外電路，要么需要畫出電池（如根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷）。大多數(shù)方法都涉及復(fù)雜的原電池，學(xué)起來很不方便。筆者下面介紹一種用氧化還原的單線橋法來判斷原電池正負極的方法。

二、基本原理

單線橋表示氧化還原的方法時，是從電子給予體指向電子接受體。原電池中電子總是從負極流出，正極流入。電流是電荷的定向移動，正電荷定向移動的方向就是電流的方向，與電子移動方向相反，那么單線橋中就可以看成電子的流向為電子給予體流出，電子接受體流入。我們知道還原劑失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑得到電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，稍作引申就可以是電子從還原劑流出，從氧化劑流入。那么就有：

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三、典型例題分析

例1：現(xiàn)有鋁片和鎂片，把它們分別插入燒杯中，上端用導(dǎo)線連接使其形成閉合回路，試判斷該電池正負極。

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2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O

從上面的單線橋可以看出，電子從Al流出，從H2O流入，就可以得出結(jié)論：Al為負極，與水相接觸的另一種導(dǎo)體為正極（沒參加電極反應(yīng)），反應(yīng)在堿性條件下進行。

負極反應(yīng)：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O

正極反應(yīng)：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

例2：CH4與O2用NaOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池（負極為惰性電極）。

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從上面的單線橋可以看出，電子從CH4流向O2，就可得出結(jié)論：與CH4相連的導(dǎo)體為負極，與O2相連的導(dǎo)體為正極，電池在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)。

負極反應(yīng)：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

正極反應(yīng)：2O2+4H2O+8e-=8OH-

例3：銀鋅紐扣電池

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從上式可以看出，電子從Zn流向Ag2O，可得出結(jié)論：Zn為負極，與Ag2O接觸的不銹鋼為正極。

負極反應(yīng)：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

例4：酸性鉛蓄電池

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從上面的單項橋可以看出，電子從Pb流向PbO2,Pb為負極，與PbO2相連的導(dǎo)體為正極，電池在酸性條件下發(fā)生。

負極反應(yīng)：Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極反應(yīng)：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O

上面四個例題的呈現(xiàn)看出，用單線橋判斷電池的正負極，確實是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)（甚至需要畫出電池）才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)原電池的知識更為方便，準(zhǔn)確性有了提高，而且所涉及的氧化還原知識層次低，便于學(xué)生掌握。

摘 要：用單線橋判斷電池的正負極是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確性，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程。

關(guān)鍵詞：單線橋；電池；電極；判斷

一、問題提出

在原電池的正負極判斷問題上，方法有很多，如：由組成原電池的兩極材料判斷，根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷，根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷，根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷，根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷，根據(jù)某電極附近pH的變化判斷等，方法很多。但是這些方法要么不準(zhǔn)確（如由組成原電池的兩極材料判斷），要么涉及復(fù)雜的內(nèi)外電路，要么需要畫出電池（如根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷，根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷）。大多數(shù)方法都涉及復(fù)雜的原電池，學(xué)起來很不方便。筆者下面介紹一種用氧化還原的單線橋法來判斷原電池正負極的方法。

二、基本原理

單線橋表示氧化還原的方法時，是從電子給予體指向電子接受體。原電池中電子總是從負極流出，正極流入。電流是電荷的定向移動，正電荷定向移動的方向就是電流的方向，與電子移動方向相反，那么單線橋中就可以看成電子的流向為電子給予體流出，電子接受體流入。我們知道還原劑失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑得到電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，稍作引申就可以是電子從還原劑流出，從氧化劑流入。那么就有：

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三、典型例題分析

例1：現(xiàn)有鋁片和鎂片，把它們分別插入燒杯中，上端用導(dǎo)線連接使其形成閉合回路，試判斷該電池正負極。

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2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O

從上面的單線橋可以看出，電子從Al流出，從H2O流入，就可以得出結(jié)論：Al為負極，與水相接觸的另一種導(dǎo)體為正極（沒參加電極反應(yīng)），反應(yīng)在堿性條件下進行。

負極反應(yīng)：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O

正極反應(yīng)：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

例2：CH4與O2用NaOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池（負極為惰性電極）。

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從上面的單線橋可以看出，電子從CH4流向O2，就可得出結(jié)論：與CH4相連的導(dǎo)體為負極，與O2相連的導(dǎo)體為正極，電池在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)。

負極反應(yīng)：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

正極反應(yīng)：2O2+4H2O+8e-=8OH-

例3：銀鋅紐扣電池

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從上式可以看出，電子從Zn流向Ag2O，可得出結(jié)論：Zn為負極，與Ag2O接觸的不銹鋼為正極。

負極反應(yīng)：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

例4：酸性鉛蓄電池

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從上面的單項橋可以看出，電子從Pb流向PbO2,Pb為負極，與PbO2相連的導(dǎo)體為正極，電池在酸性條件下發(fā)生。

負極反應(yīng)：Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極反應(yīng)：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O

上面四個例題的呈現(xiàn)看出，用單線橋判斷電池的正負極，確實是一種簡單易行的方法，它克服了用電極材料判斷的不準(zhǔn)確，也克服了必須知道電池結(jié)構(gòu)（甚至需要畫出電池）才能判斷電池正負極的復(fù)雜過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)原電池的知識更為方便，準(zhǔn)確性有了提高，而且所涉及的氧化還原知識層次低，便于學(xué)生掌握。