程河
摘 要:原电池是高中电化学部分重点内容之一,难度较高,许多同学对于这部分内容未能做到深刻理解。本文將从原电池正负极判断方法,高中化学中典型的原电池(含燃料电池),原电池的设计三个方面对此部分内容进行较为详尽的剖析,以期同学们能够从本质上理解原电池的工作原理,从而达到举一反三的效果。
关键词:原电池;正负极;得失电子;典型原电池;原电池设计
一、原电池正负极判断的五种方法
⑴判断原电池正负极的根本是看电子的得失。失去电子的一极是负极,得到电子的一极为正极。为了方便记忆,笔者结合原电池和电解池两部分内容,将记忆口诀总结为:“原负失,电阴得。”意思就是,原电池的负极失电子,电解池的阴极得电子。可以用联想+谐音记忆:小明做了一个圆圆的红富士水果电池——圆富士(原负失);贤者教导人们别做坏事,多积点阴德——点阴德(电阴得),这样很快就记住了,而且不易忘记。只要弄明白负极,正极刚好相反,这样学习就容易得多。(备注:得失电子的判断可以通过原电池的总反应中化合价的升价而得。得失电子的数目=化合价变化的原子个数×化合价的变化数)
⑵发生氧化反应的一极为负极(课本或部分资料说一般较活泼的金属做负极,这个结论中有“一般”二字,就说明不是全部,务必注意这一点。比如Mg-NaOH-Al电池中,Al做负极。)
),发生还原反应的一极为正极;
⑶电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极;
⑷阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;
⑸活泼金属溶解的一极为负极,增重或有气泡逸出的一极为正极。
虽然方法有多种,但彼此之间不是独立的,而是相互关联的,只要记住第一种方法,其余方法可以推导。
二、高中化学中典型的原电池
⑸燃料原电池
燃料原电池是一类新型的原电池。燃料电池意思是说以燃料为原料,而不是说通过燃烧而获得电能。对于燃料电池,重要的是掌握中性环境下的电极反应,酸性和碱性环境下的电极反应可以由此稍加变化而得。