劉玉寧

中學(xué)化學(xué)教材上的電化學(xué)知識(shí)，包括原電池和電解原理，原電池原理是各領(lǐng)域常用到電池的制造理論基礎(chǔ)，理論上，一切能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)都可以制成電池。電解原理在材料和原料工業(yè)上非常重要。

原電池部分 原電池反應(yīng)都是自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)

1、電極名稱：只要是直流電源，電極名稱是正、負(fù)極（不管是教材中的原電池，還是實(shí)際生活中應(yīng)用的電源）。

2、外電路的電子移動(dòng)方向：（以Cu-Zn原電池原理為例子理解）從負(fù)極出發(fā)到正極。導(dǎo)致正極表面有大量的電子（負(fù)電荷），而使電解質(zhì)溶液中的溶液中帶正電和的陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。原電池內(nèi)部離子的移動(dòng)：因是正極表面由負(fù)極沿外接導(dǎo)線傳遞過來的電子，所以電解質(zhì)中的陽離子受正負(fù)電荷吸引只能向正極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)。

3、原電池的正、負(fù)極的判斷與我們常說的金屬活潑性沒有必然的聯(lián)系，這里所說“金屬活潑性強(qiáng)是“負(fù)極”中的“活潑性”，我們應(yīng)這樣理解：電極材料在指定電解質(zhì)中的活潑性。如：鎂、鋁單質(zhì)材料為電極，電解質(zhì)為NaOH液構(gòu)成原電池時(shí)，就是鋁電極做負(fù)極；鐵、銅材料為電極，濃HNO3為電解液構(gòu)成原電池時(shí)，也不能武斷的判斷Fe為負(fù)極。（原電池的正負(fù)極，其實(shí)就是：誰提供電子誰就是負(fù)極，引伸到燃料電池，就是：充燃料的一極為負(fù)極，因燃料是還原劑，提供電子。）

4、原電池的兩個(gè)電極本身變化：①一個(gè)電極消耗，一個(gè)不消耗，如：教材上的Cu-Zn稀硫酸原電池。②兩個(gè)電極都消耗，如：生活中的鉛蓄電池。③兩個(gè)電極都不消耗，如：燃料電池。

5、書寫電極反應(yīng)方程式時(shí)：①產(chǎn)物要符合實(shí)際，如：電解質(zhì)是酸的，不能在方程式中有OH-出現(xiàn)；電解質(zhì)是堿的，不能有H+出現(xiàn)在電極反應(yīng)方程式中，是CH4燃料電池也不能出現(xiàn)CO2形式。②如果兩個(gè)電極反應(yīng)方程式都要求寫出時(shí)，一般說兩個(gè)式中的電子數(shù)目要相等；大多數(shù)原電池是一個(gè)電極消耗某粒子，另一極就生成該粒子，但不具代表性，如Cu-Zn原電池就不是。

6、若原電池的電解液是中性或堿性，大都是發(fā)生吸氧的電化學(xué)腐蝕原理。

電解原理部分 所有因電解發(fā)生的反應(yīng)，是依靠外接電源強(qiáng)制發(fā)生的氧化還原反應(yīng)

1、教材中的電解知識(shí)，一般是學(xué)習(xí)電解相應(yīng)的電解質(zhì)的水溶液，制取像NaOH等許多化工原料、精煉必要的一些金屬。也有少量工業(yè)討論電解熔融的電解質(zhì)，如電解法制取自然界不存在的如Na、K、Al、Mg、F2等單質(zhì)。

2、電解的裝置叫電解池，與電源正極相連的一極叫陽極，與電池負(fù)極相連的一極叫陰極。

3、兩個(gè)電極材料的選擇一般有兩類：惰性電極、活性電極。惰性電極常有石墨電極和鉑電極，在電解時(shí)電極本身不發(fā)生變化，但有可能陰極表面沉積金屬會(huì)使它增重。除惰性電極外，都是活性電極，在電解的過程中，陽極材料都參與反應(yīng)，被外接電源的正極奪走電子變成金屬陽離子，進(jìn)入溶液（注意：常見的Fe作陽極材料時(shí)，是變成Fe2+離子進(jìn)入溶液的，不是說電源正既然有很強(qiáng)的奪電子能力，而會(huì)變成Fe3+，因?yàn)槭撬芤?，涉及到“電極電勢(shì)”知識(shí)）。

4、電解過程中電解質(zhì)和溶劑的變化：①僅消耗電解質(zhì)，如電解氯化銅溶液，陰極析出銅單質(zhì)，陽極放出氯氣（即：活動(dòng)性較差的金屬陽離子的非含氧酸鹽） ②電解質(zhì)和溶劑水都消耗，如：電解硫酸銅溶液，陰極析出銅單質(zhì)，陽極是水電離出的OH-放電生成氧氣（即：活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬陽離子的含氧酸鹽）③僅消耗溶劑，如電解H2SO4 、NaOH等含氧酸鹽、強(qiáng)堿。

5、溶液中離子的移動(dòng)方向：而電解池的陰極是與外接電源的負(fù)極相接的，所以通俗的說就是陰極帶負(fù)電，只有溶液中的陽離子向它移動(dòng)，能放電的離子在這里發(fā)生反應(yīng)，陰離子向陽極移動(dòng)，至發(fā)生氧化反應(yīng)。

6、精煉銅：陰極是純銅，陽極是粗銅，電解質(zhì)溶液是CuSO4，在電解過程中“溶液的銅離子濃度基本不變”， 如何理解？在電解精煉銅的工業(yè)中，由于粗銅中含有少量的，活潑性比銅強(qiáng)的雜質(zhì)金屬如Zn、Fe、Ni等，嚴(yán)格的說陽極消耗的銅質(zhì)量與陰極析出的銅質(zhì)量是不相等的，在陽極失去的電子數(shù)與陰極得到的電子數(shù)是相等的，在電解時(shí)陽極Zn、Fe、Ni等的同樣放電，而在陰極僅有Cu2+離子放電變成銅單質(zhì)。所以溶液的銅離子濃度只能“基本不變”。

7、方程式的書寫：“電解”是借助外加電源“強(qiáng)制”發(fā)生氧化還原反應(yīng)的，在寫這些化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí)“電解”二字是不能省的，如：Cu+H2SO4（?。?CuSO4+H2↑；2Al2O3=4Al+3O2↑等方程式。因?yàn)槲覀兌贾?，它們通常是不反?yīng)的。另外在寫溶劑水發(fā)生反應(yīng)的電極方程式是，只要是水電離出的H+或OH-發(fā)生的放電生成氣體，不管是陽極放出氧氣，還是陰極放出氫氣，電極方程式中既能寫成“H+”或“OH-”的形式，也能是“H2O”的形式，如電解NaCl，陰極電極反應(yīng)方程式，因?yàn)閷?shí)質(zhì)是H+放電，所以我們教材上是，陰極：2H++2e-=H2 ↑ （還原反應(yīng)）， 這里邊的“H+”離子是水電離出來的，結(jié)合前面的離子反應(yīng)方程式的書寫規(guī)則當(dāng)然也可寫成：陰極：2H2O+4e-= H2 ↑+4OH_；同樣在電解Na2SO4溶液時(shí)，s實(shí)質(zhì)電解的是水，陽極電極反應(yīng)方程式，能寫成4OH--4e-= 2H2O+ O2↑，也能寫成2H2O-4e-= 4H++ O2↑陰極電極反應(yīng)方程式，陰極能是：2H++2e-=H2 ↑，也能是：2H2O+4e-= H2 ↑+4OH_，一般的在測(cè)驗(yàn)考試時(shí)是按教材上寫的。