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原电池中正负极的判断

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原电池是把化学能转变为电能的装置。构成该装置的基本前提是电极材料与电解质溶液之间、电极材料之间、充入两电极的燃料气——助燃气之间能够自发地进行氧化——还原反应。还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在两极上进行。对于原电池正、负极的认定,首先应明确:正、负二极若要称阴、阳极的话,则负极为阳极,而正极却是阴极。因为无论是负极,还是阳极其本质含义均是指失去电子发生氧化反应的那极;而正极,亦或阴极则是指得到电子发生还原反应的那极。此外,负极也指:①电子流出的那极;②阴离子移向的那极;③更活泼金属所在的那极。正极则为:①电子流入的那极;②阳离子、强氧化性离子或分子(如NO3-、ClO-、O2等)移向的那极;③较不活泼金属所在的那极。其次,金属的活动顺序与介质有关:酸性条件下与碱性条件下金属的活动顺序不完全相同。如Mg、Al为电极材料,NaOH溶液作电解质溶液构成的原电池中,由于Al能与NaOH溶液反应,Mg却不能,故金属活动性Al>Mg,Al为原电池的负极,Mg反而是原电池的正极;金属的活动顺序也受强酸浓度的影响:Fe、Al常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化而变得不活泼,因此若用浓硝酸作电解质溶液,Fe、Cu为电极材料形成的原电池中,Cu是原电池的负极,而Fe则为原电池的正极。

例1.把a、b、c、d四种金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,d上有气泡逸出;a、c相连时,a极减轻;b、d相连时,b为正极。则四种金属的活泼顺序为( )。

A.a>b>c>d B.a>c>b>d C.a>c>d>b D.b>d>c>a

解析:c、d相连时,d上有气泡逸出,该气泡必为H2,d是原电池的正极,c为负极;a、c相连时,a极减轻,说明a极金属较活泼失去电子本身被腐蚀,质量减轻为负极,c是原电池的正极;故四种金属的活泼顺序为a>c>d>b。答案:C。

例2.镍——镉可充电池可以发生如下反应:

Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O

由此可知,该电池的负极材料是( )。

A、Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2

解析:此反应中,Ni(OH)2是还原剂,在反应中失去电子,为原电池的负极材料。答案:D。