判断电化学题目中电子和离子的移动方向小技巧

蒋辉

【内容摘要】在电化学的教学中，其中一个知识让很多同学难以记住，更何况掌握呢，那就是在原电池中和电解池中，电子的移动方向和离子的移动方向问题。在电化学中，电子的移动方向和离子的移动方向，可以简单的判断出电极的正负或者阴阳，就可以知道应该发生的是氧化反应还是还原反应，是解决电化学问题的关键，要在解决问题前，弄清楚这点，就可以将问题变得简单多了。

【关键词】电子  离子  移动方向

在电化学的教学中，其中有一个知识点让很多同学难以记住，更何况掌握呢，那就是在原电池中和电解池中，电子的移动方向和离子的移动方向问题。在往年的高考题中经常会碰到，比如2017年全国Ⅰ卷第11题的B答案（B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩），2016年全国Ⅰ卷第11题的A答案（A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大），2015年全国Ⅰ卷第11题的C答案（C.质子通过交换膜从负极区移向正极区）等。可见，这个知识点在高考中出现的频率和重要性。对于在教学中如何解决这个问题，本人有个人的一点见解。

本人在教学的过程中，发现，要想记住电子的移动方向和离子的移动方向，必须要去理解。如何理解呢，要有一个更合理的解释方法和技巧。下边就将在教学中总结的一点小技巧和大家分享一下。

在原电池中，现以锌铜原电池为例，我们都能够掌握一个基本知识，那就是负极发生了氧化反应，而失去了电子（电极反应式：负极Zn-2e-=Zn2+），失去的电子应该去哪里呢，如何流动的呢，当然电子不能在溶液中移动，那么电子就只能沿着导线，“一路向前”，经过外电路，奔向导线的另一端（电极反应式：正极2H++2e-=H2↑）。

那么溶液中的阴阳离子如何移动呢，个人认为，可以有两种解释方法：

第一种可以理解为，由于负极（锌电极），发生氧化反应，锌失去电子，产生了大量的阳离子Zn2+，负极附近的正电荷增加，为了保持溶液中正负电荷平衡，所以在阴阳离子相互吸引的作用下，阴离子硫酸根离子（SO42-）就向负极移动。由于电子沿着导线流向铜电极，铜电极表面就有大量带负电荷的电子（e-），同样的道理，为了保持正负电荷平衡，溶液中的阳离子Zn2+和H+向正极（铜电极）去得电子发生还原反应。当然由于溶液中的氢离子浓度远远大于锌离子浓度，所以最终得到电子的是氢离子而生成了氢气。

第二种可以理解为，为了使原电池保持一种闭合的回路，当电子流到正极（铜电极）后，电子就不能在溶液中继续向前流动了。怎么办呢，为了形成闭合回路，所以，只有让溶液中的带同种负电荷的阴离子代替电子继续向前移动，这样硫酸根离子（SO42-）就代替电子向负极移动了，而阳离子（H+、Zn2+）向相反的方向正极移动，这样就可以形成了一个闭合的回路了。这样也更可以解释，为什么一定要有电解质溶液了，这样才可以形成闭合回路。即使是有盐桥（以盐桥中的电解质为KCl为例）的原电池装置，同样也可以这样解释，电子从负极出发后，到了正极后不能继续向前流动，因为电子不能在溶液中移动。怎么办呢，就只能让盐桥中的带同种负电荷的阴离子（Cl-）代替电子继续向前移动，即阴离子氯离子向负极引动，盐桥中的阳离子（K+）和阴离子的移动方向刚好相反，向正极移动，这样就刚好看似形成了一个闭合回路。

那么在电解池中，应该怎么解释电子和阴阳离子的移动方向问题呢？现以电解氯化铜溶液为例。

也可以用同样的方法来解释。首先我们要坚信，无论是在原电池中還是在电解池中，电子一定是从负极出发，经过外电路流向正极，只是在流动的过程中经过了阴阳极。弄清这点后，那我们就比较容易去解释了在电解池中电子和离子的移动方向问题。

第一种解释方法。在电解池中，我们都知道，带负电荷的电子从电源的负极出发流向阴极，在阴极的表面聚集了大量带负电荷的电子，这样在正负电荷的相互作用下，带正电荷的阳离子铜离子就会向阴极移动去得电子而发生还原反应（阴极：Cu2++2e-=Cu），带相反电荷的阴离子氯离子就会向相反的方向阳极移动去失电子而发生氧化反应（电极反应式：阳极：2Cl--2e-=Cl2↑）。

第二种解释方法。由于电解池和原电池一样都应该形成闭合回来，因此带负电荷的电子从电源的负极出发后，流动到了阴极。可是电子不能在溶液中继续向前流动，因此就让溶液中带同种电荷的阴离子氯离子代替其继续“前进”，这样阴离子氯离子就向阳极移动了，而带正电荷的阳离子铜离子就向相反的方向阴极移动，这样就形成了一个闭合的回路。

第三种比较容易记忆的方法，就是“阴阳结合”的办法，从字面上来说，就是阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，达到阴阳结合，达到一种溶液中的平衡，也很符合哲学的观点。这个办法只是用来记忆的，但是并不能解释为什么阴阳离子要分别移向阳极和阴极，要想更好的掌握溶液中的离子移动方向，还是要从根本上来理解，找原因，按照第一种和第二种办法就容易解释，并理解，加以掌握。

在电化学中，电子的移动方向和离子的移动方向，可以简单的判断出电极的正负或者阴阳，就可以知道应该发生的是氧化反应还是还原反应，是解决电化学问题的关键，要在解决问题前，弄清楚这点，就可以将问题变得简单多了。