巧用“阳正阴负”,提高原电池的解题效率

“阳正阴负”巧解电化学湖北省襄阳市第三中学 樊春潮电化学的基础是氧化还原反应，电子的转移，学生在做电化学题目时，往往需要先联系氧化还原知识点，再想到结果，而这个过程无疑是比较耗时的，而且学生极易出错。下面我们就用“阳正阴负”来提高解题速度。“阳正阴负”可用于三种问题类型。1.原电池中阴阳离子的运动方向。阳离子正极，阴离子负极。在原电池里，由于负极失去电子，从而使负极带上正电荷，则带负电荷的阴离子就因为正负电荷相吸引而运动到负极。同理，正极得到电子带负电荷，带正电荷的阳离子运动到正极。2.电解池中阴阳两极的判断。阳极正极，阴极负极。电解池由直流电源、两极材料、电解质溶液构成。与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。3.可充电电池两极名称的判断。可充电电池对学生来说是一个难点，首先难在两极判断。我们来看化合价升高，被氧化3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH负极 正极 阴极 阳极化合价降低，被还原根据氧化还原反应的双线桥法，我们不难发现，在放电过程中化合价升高的做负极，价态升高到的物质在充电时就是阴极。负极、阴极一座桥，正极、阳极是另一座桥，简记为“阳正阴负”。这样，学生可以快速根据一极价态的变化，把四个电极的名称确定好。由于负极和阴极反应式相反，正极和阳极反应式相反，只要一极反应式写好，那么其它三极也没问题。如：负极： 3Zn6e+ 6OH=3Zn(OH)2阴极： 3Zn(OH)2 +6e=3Zn + 6OH-正极： 2FeO42+6 e+8H2O =2Fe(OH)3+10 OH阳极： 2Fe(OH)3+10 OH6 e=2FeO42 +8H2O例题：1高铁电池是电动汽车首选的电池之一，该电池的工作原理为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列关于该电池放电时的说法中正确的是( )A高铁电池产生的电流从负极经外电路到达正极B正极反应式为Zn+2OH-2e - =Zn(OH)2C负极pH减小，正极pH增大，电解液pH增大D每氧化1mol高铁酸钾转移3mol电子2铅蓄电池是常见的二次电池，目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池。已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液，其充、放电按下式进行：Pb（s）+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O（1），有关该电池的说法正确的是A放电时，溶液中H向PbO2电极迁移B放电时，电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7gC充电时，电解质溶液的pH增大D充电时，阴极的电极反应式为：PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H+SO42-3铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是( )A电池的电解质溶液为碱性溶液，阳离子向正极移动B电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e=Ni2O3+3H2O1. 【答案】C【解析】试题分析：A放电时，Zn作负极，高铁电池产生的电流从正极经外电路到达负极，故A错误；B正极上电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，故B错误；C负极反应式为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2，正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，所以负极pH减小、正极pH增大，根据电池反应式知，电解液pH增大，故C正确；D高铁酸钾中Fe元素化合价由+6价变为+3价，所以高铁酸钾在反应中被还原，故D错误；故选C。本题考查了原电池和电解池原理，根据电池反应式知，Zn元素化合价由0价变为+2价，所以Zn作负极，放电时，负极反应式为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2，正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，充电时阳极、阴极电极反应式与正负极电极反应式正好相反，放电时，电流方向与电子流动方向相反。根据元素化合价与电池电极的关系是解本题关键，书写电极反应式是学习难点，也是考试热点，要熟练掌握书写方法。2. 【答案】A【解析】试题分析：A放电时相当于原电池，溶液中H向正极PbO2电极迁移，A正确；B放电时，电路中转移0.2mol电