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原电池正负极的判定

发布日期:2025-04-11

在原电池中,正负极的判定方法如下:

根据电极材料判断

金属与金属或金属与非金属(石墨等):一般来说,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。例如在锌铜原电池中,锌比铜活泼,所以锌作负极,铜作正极。这是因为活泼金属更容易失去电子发生氧化反应。

金属与化合物:如果电极材料一方是金属,另一方是金属化合物(如PbO₂ 等),金属通常作负极,金属化合物作正极。例如铅蓄电池中,Pb 作负极,PbO₂ 作正极 。

根据电子、电流的流向判断

电子流向:电子由负极流出,经外电路流向正极。可以想象成电子是带负电的“小粒子”,从负极这个“源头”出发,沿着导线跑到正极。例如在丹尼尔电池中,电子从锌电极(负极)流出,经过导线流向铜电极(正极)。

电流流向:物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,与电子流动方向相反。所以电流是从正极流向负极,通过电流表指针的偏转方向等确定电流方向后,就能判断正负极。

根据电解质溶液中离子的移动方向判断

在原电池的电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。这是由于电极附近发生的氧化还原反应导致离子浓度变化,产生电场力驱动离子移动。例如在稀硫酸作电解质的铜锌原电池中,溶液中的H⁺ 会向正极(铜电极)移动得到电子生成氢气,而SO₄²⁻ 向负极(锌电极)移动 。

根据电极反应类型判断

负极:发生氧化反应,失电子,化合价升高。比如在氢氧燃料电池(酸性电解质)中,氢气在负极发生反应:H₂ - 2e⁻ = 2H⁺,氢元素化合价从0价升高到 +1价,失去电子,发生氧化反应。

正极:发生还原反应,得电子,化合价降低。同样在上述氢氧燃料电池中,氧气在正极反应:O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ = 2H₂O,氧元素化合价从0价降低到 -2价,得到电子,发生还原反应。

根据电极现象判断

负极:通常会有溶解、质量减轻等现象。例如在锌铜原电池工作一段时间后,负极锌不断溶解进入溶液,锌电极质量逐渐减小。

正极:可能有气体放出、金属析出或质量增加等现象。如在以硫酸铜溶液为电解质的铜锌原电池中,正极铜电极上会有红色的铜析出,电极质量增加;若电解质是酸溶液,正极可能会有氢气逸出 。

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