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1. 原电池和电解池的判断
判断依据:原电池中发生的是自发进行的氧化还原反应(不需要电源帮助),例如。电解池中发生的是被迫进行的氧化还原反应(即需要有电源作用才能发生),例如。下面我们来分析图1装置:
(1)若只闭合K1,其装置为原电池。
正极 负极
总反应
(2)若只闭合K2,其装置成为电解池。
阴极 阳极
总反应
(3)闭合K3,组成原电池并与电源串联。
正极 负极
总反应
2. 根据原电池原理设计原电池
一般自发进行的氧化还原反应都可以通过原电池来实现。设计原电池一般要考虑三个方面的问题:
①用什么材料作正极;
②用什么材料作负极;
③用什么电解质溶液。
例如,根据来设计原电池,先把反应拆开为氧化反应和还原反应:
负极: 正极:
因此,负极用Cu;正极不能用Fe,必须用活泼性比Cu还差的材料,如Pt电极或石墨电极;电解质溶液可用FeCl3溶液,如图2。
3. 由电极反应式过渡到化学方程式
下面我们以电解稀硫酸和NaOH溶液为例来说明此问题。其他由读者举一反三。
如下图3,在稀硫酸中存在、、,通电后,向阴极移动并在阴极得到电子被还原生成H2。和向阳极移动,不失去电子,在阳极失去电子被氧化后生成氧气。由于稀硫酸中很少,发生氧化反应后,H2O的电离平衡被破坏并向电离方向移动,又电离出和。故有
阴极:① 阳极:② (向右移动) ③
总反应①+②+③:
如上图4,在NaOH溶液中存在、、,通电后,向阳极移动并在阳极失去电子被氧化生成O2。和向阴极移动,不得电子,得到电子被还原生成H2。由于NaOH溶液中很少,发生还原反应后,H2O的电离平衡向电离方向移动,又电离出和。故有:
阳极:① 阴极:② (向右移动)③
总反应①+②+③:
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