阴阳两极

1

电化学知识十五项问

江苏省兴化中学经志俊225700

1、是否所有化学反应的化学能均能直接转换成电能？

答：否。只有氧化还原反应的化学能才有可能直接转换成电能。

2、如何确定原电池的正负极？

答：原电池的正负极的确定依据为：①物理学定义：输入电流（输出电子）的电极为负极，

输出电流（输入电子）的电极为正极，②电极反应类型：发生氧化反应的电极为负极，发生

还原反应的电极为正极，③电极材料：较活泼电极为负极，较不活泼电极为正极。

3、原电池的两电极中，通常较活泼的电极是否一定为负极？

答：否。准确地说在特定环境下，较活泼电极为负极，较不活泼电极为正极。如用铝、镁、

氢氧化钠溶液构成原电池，在氢氧化钠溶液中铝表现出更强的化学活性，构成原电池的负极；

铁、铜、浓硝酸构成游戏惩罚措施 原电池，在浓硝酸中铁被钝化，铜表现为较强的化学活性，构成原电池

的负极。

4、原电池工作时风信子的养殖方法 电解质溶液中的离子是否一定向两极迁移？如若迁移，离子迁移的方向如

何确定？

答：否。在溶液中离子自发地由浓度高的区域向浓度低的区域扩散，离子在溶液中尽可能均

匀分布。原电池工作时，若某电极周围离子浓度发生变化（负极材料溶解成金属阳离子进入

溶液或溶液中的阳离子在正极放电而被消耗），则对应离子将发生迁移；若某离子浓度不发

生变化，则该离子不会作定向迁移。

离子熬肉 定向迁移的方向是：阳离子迁向正极，阴离子迁向负极。如伏打电池（图1）工作

时，Zn2+、H+迁向正极，SO

4

2-在溶液中均匀分布。

5、伏打电池工作时，锌片上为何看到有氢气放

出？能否阻止锌片上产生氢气？

答：若锌片为纯锌，化学腐蚀导致锌片上氢气的

释放；若锌片不纯，则锌片上有微小原电池构成

导致锌片上氢气的释放。

若锌片为纯锌，将伏打电池设计成两个半电

池，负极：锌/硫酸锌，正极：铜/硫酸，半电池间

用盐桥沟通可有效阻止锌片上释放氢气，提高能

量转换的效率（图2）。

6、构成原电池是否一定要有电解质溶液的存在？电解质溶液在原电池工作时的作用是什

么？

答：原电池工作时内电路依靠电解质沟通，可以是电解质溶液（如铅蓄电池），亦可是熔融

电解质（如熔融盐燃料电池），还可以学手绘 是固体电解质（能传导离子的固体）（如锂电池）。故

电解质溶液不是构成原电池的必备条件。

电解质溶液在原电池工作时的作用可分为三种类型：①沟通内电路，阳离子在正极放电

（如铜锌原电池），②沟通内电路，参与电极反应，但电解质本身在反应中无电子转移（如

氢氧燃料电池），③沟通内电路外，不参与电极反应（如钢铁的吸氧腐蚀）。

7、如何根据电池总反应方程式书写电极反应式？

答：①将总反应方程式拆成氧化、还原两个半反应，还原反应在正极发生，氧化反应在负极

发生。如铅蓄电池放电时总反应为Pb+PbO

2

+2打折促销广告语 H

2

SO

4

=2P红酒微商 bSO

4

+2H

2

O，负极反应为：铅失电

子与硫酸根结合成硫酸铅，电极反应式为：Pb+SO

4

2--2e-=PbSO

4

；正极反应为：二氧化铅得

电子与氢离子、硫酸根结合成硫酸铅和水，PbO

2

+SO

4

2-+4H+=PbSO

4

+2H

2

O。

图1图2

2

②若给出总反应式和负（正）极电极反应式，则可用总反应方程式减去负（正）电极反应得

到正（负）极电极反应式。如甲烷燃料电池总反应为CH

4

+2O

2

+2KOH=K

2

CO

3

+3H

2

O(Ⅰ)，

正极电极反应式为O

2

+4e-+2H

2

O=4OH-（Ⅱ）。用（Ⅰ）式减去2（Ⅱ）式得负极反应式为

CH

4

-8e-+10OH-=CO

3

2-+7H

2

O

③凡是在电极表面进行的反应均写入电极反应式中，凡不是在电极表面进行的反应则无需纳

入电极反应式。如氢氧燃料电池（以氢氧化钠溶液为电解质）负极氢气失电子生成氢离子，

氢离子在电极表面与氢氧根结合成水，电极反应式为H

2

-2e-+2OH-=2H

2

O，再如钢铁的吸氧

腐蚀负极铁失电子生成亚铁离子进入水膜并向正极迁移，与正极生成并向负极扩散的氢氧根

离子相遇生成氢氧化亚铁深沉并迅速转变成氢氧化铁，但反应Fe2++2OH-=Fe(OH)

2

、4Fe(OH)

2

+O

2

+2H

2

O=4Fe(OH)

3

并非在电极上发生，故负极电极反应式只能表示为Fe-2梦到钓鱼 e-=Fe2+。

8、原电池的正负极与阴阳极之间有何关系？

答：物理学定义输出电流的电极为正极，输入电流的电极为负极；电化学定义发生氧化反应

的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。所以原电池的正极又可称为阴极，原电池的负

极又可称为阳极。金属防护方法中的牺牲阳极的阴极保护法，其原理就是构成原电池，通过

牺牲阳极（原电池负极）的旅游内容 方法保护阴极材料（原电池正极）。

9、有外加电源的装置是否一定是电解池？

答：原电池与电解池的本质区别是能量转

换的形式，其关键是看氧化还原反应能否

自发进行。若装置中发生的氧化还原反应

是自发进行的，即使有外加电源，该装置

仍应理解为一个与外电源串联的原电池。

如图3所示A为电镀池，B为与外电源串

联的原电池。

10、书写电解反应的离子方程式，能否用阴阳两极的电极反应式简单相加的方法？

答：若在电极上放电的离子均来源于强电解质，可用阴阳两极的电极反应式简单相加的方法

书写电解反应的离子方程式，如用惰性电极电解氯化铜溶液，两极的电极反应式分别为：

2Cl--2e-=Cl

2

↑,Cu2++2e-=Cu，电解的离子方程式为Cu2++2Cl-Cu+Cl

2

↑；若有弱电解

质电离产生的离子在电极上放电，则不能用阴阳两极的电极反应式简单相加的方法书写电解

反应的离子方程式，而要依据离子方程式的书写原则，在离子方程式中保留弱电解质的化学

式，如用惰性电极电解硝酸银溶液，两极的电极反应式分别为：4OH--4e-=O

2

↑+2H

2

O,

4Ag++4e-=4Ag，电解的离子方程式为4Ag++2H

2

O4Ag+O

2

↑+4H+。

11、用电解法冶炼镁时为何电解熔融的氯化镁而不电解熔融的氧化镁，用电解法冶炼铝时却

电解熔融的氧化铝而不电解熔融的氯化铝？电解法冶炼铝时冰晶石的作用是什么？

答：氯化镁、氧化镁均为离子化合物，而氧化镁熔点高，电解氧化镁能耗大；氯化铝为共价

化合物，熔融状态不能导电故而无法电解，只好电解熔点高的离子化合物氧化铝。

冰晶石能在1000℃左右将氧化铝熔入其中（降低氧化铝的熔点），同时可增强体系的导

电性。

12、电解法精炼铜，电解过程中溶液中新增加哪些离子，阳极沉积物中能找到哪些金属？

答：电解法精炼铜用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液。凡比铜活泼的杂质均

被氧化成相应离子进入电解质溶液，比铜不活泼的杂质随着铜的溶解失去赖以附着的基础，

沉积于阳极底部形一夜迷情电影 成阳极泥。

13、为什么镀锌时，在阴极放电的不是氧化性较强的H+而是Zn2+？

图3

3

答：因为比较离子氧化性强弱的依据是标准电极电势，而超电势的存在直接影响着实际电解

过程中离子在电极上的放电顺序，而超电势的大小主要与电极材料和电流密度的大小有关。

镀锌时因为氢的超电势较大，通过控制电流密度等因素可选择性地让Zn2+在阴极放电。

14、用惰性电极进行电解时，阴极优先放电的是否一定为溶液中氧化性最强的离子？

答：否。用电解法处理含Cr

2

O

7

2-的工业废水，以铁为阳极、碳棒为阴极，电解时虽然Cr

2

O

7

2-

的氧化性比H+强得多，但因Cr

2

O

7

2-为阴离子，无法向阴极迁移，故阴极放电的仍为H+。所

以用惰性电极电解电解质溶液时，阴极优先放电的为溶液中氧化性最强的阳离子。

15、用惰性电极进行电解时，含氧酸根离子在电极上能否放电?

答：能。若溶液中存在还原性比OH-强的含氧酸根离子，则阳极反应即为该含氧酸根的氧化。

如工业制高锰酸钾用战国青铜器 电解锰酸钾溶液的方法，其阳极电极反应式为MnO

4

2--e-=MnO

4

-；再如

若电解亚硫酸钠溶液，其阳极电极反应式为SO

3

2-+2OH--2e-=SO

4

2-。

（发表于《中学化学》2007年第6期）