電化學(xué)反應(yīng)知識的教與學(xué)重在概念清晰,了解原理。弄清電化學(xué)反應(yīng)中電子和離子的流向,注意不同裝置的聯(lián)系和區(qū)別,不斷提高運用和創(chuàng)新電化學(xué)反應(yīng)知識的學(xué)習(xí)能力。
原電池和電解池的概念
概念是對事物認(rèn)識的濃縮和升華。要想從容地解決電化學(xué)的問題,必須重視電化學(xué)反應(yīng)知識體系中的相關(guān)概念的學(xué)習(xí),弄清這些概念的內(nèi)涵和外延,一句話就是概念要清晰。高中電化學(xué)理論的基本概念包括:原電池、電解池、電解、電鍍、正極、負(fù)極、陽極、陰極、化學(xué)電源、金屬腐蝕、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等。
首先,我們來認(rèn)識這些基本概念的內(nèi)涵以及由此而引出的電化學(xué)原理?!半娀瘜W(xué)”的主干內(nèi)容就是介紹通過化學(xué)反應(yīng)供電,或利用直流電來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。我們知道,帶電粒子定向移動就形成了電流。
而化學(xué)反應(yīng)中,有電子轉(zhuǎn)移的電化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),所以電化學(xué)研究的反應(yīng)對象只是氧化還原反應(yīng)一氧化還原反應(yīng)又分為自發(fā)的和不能自發(fā)的氧化還原反應(yīng),能自發(fā)的氧化還原反應(yīng),只要把它放在一定特定裝置中進(jìn)行,讓它的電子沿著外電路定向轉(zhuǎn)移,它就能供電,這個特定裝置就是“原電池”;而不能自發(fā)的氧化還原反應(yīng),若亦把它放在另一個外接直流電源的特定裝置中,迫使它發(fā)生反應(yīng),這個特定的裝置就是“電解池(或槽)”。
因為任何電化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的轉(zhuǎn)變,若從能量變化的角度下定義,那就是:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置叫原電池;把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置叫做電解池;早在初中物理學(xué)的電學(xué)部分我們就得到這樣的認(rèn)識:電流方向和電子流動方向相反,電流從正極流向負(fù)極,那么電子就從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。
我們規(guī)定,在原電池中,能發(fā)生氧化反應(yīng),元素化合價升高,能在此電極上失去電子并能往外輸出電子的電極定為“負(fù)極”;相應(yīng)地,能發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價降低,有電子輸入并有物質(zhì)去接受了電子的電極定為“正極”。
電解池與原電池的聯(lián)系與區(qū)別
從電流的產(chǎn)生方式的不同,我們應(yīng)該清楚,電源分為物理電源和化學(xué)電源,若把原電池的原理實用化就成了化學(xué)電源。若將原電池作為電解時所需要的外接電源,那么,電解池中與原電池的負(fù)極相連接的那個電極有電子流人,根據(jù)電荷的性質(zhì),該電極能吸引電解質(zhì)溶液中陽離子而致使陽離子移向它的周圍。
正負(fù)相吸引,陰陽相伴隨,所以,我們就順其自然地稱此極為電解池的“陰極”。在陰極周圍的陽離子能接受輸人陰極上的電子而發(fā)生還原反應(yīng);同理推之,電解池的另一電極就應(yīng)稱“陽極”,它與原電池正極相連接,該陽極有電子輸出,這些電子來自于移向它的陰離子失去電子或電極材料本身失去電子,為此,陽極發(fā)生了氧化反應(yīng)。以下圖的形式概括以上所述和揭示原電池和電解池的聯(lián)系和區(qū)別:
電極類型及其導(dǎo)電過程
仔細(xì)閱讀以上內(nèi)容后我們發(fā)現(xiàn),不管是原電池還是電解池,它們的電解質(zhì)溶液(稱為內(nèi)電路)中是沒有電子通過的,但是整個線路卻能形成電流回路。難道是電子不會“游泳”所導(dǎo)致的?回答是有趣的,電子不是不會游泳,而是不需要游過“河”去。
其原因在以上的表述中已經(jīng)涉及到,在這里可以再明確一下,金屬導(dǎo)體包括石墨(稱為第一類導(dǎo)體)是通過自由電子的定向移動而導(dǎo)電,而電解質(zhì)溶液(稱為第二類導(dǎo)體)是通過溶液中陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電。
說明兩點:①陰、陽離子移向相反;②在原電池中陰離子移向負(fù)極,陽離子移向正極;而離子移動至電極后還會發(fā)生得失電子,也就是發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng),陽離子在某一極把輸人的電子“吃”掉了變成還原產(chǎn)物,陰離子在另一極又“吐”出電子變成了氧化產(chǎn)物,結(jié)果就保證了電路中的第一類導(dǎo)體有電子循環(huán),整個線路就有了電流形成。為此,我們還清楚了第一類導(dǎo)體導(dǎo)電前后沒有發(fā)生變質(zhì),而第二類導(dǎo)體在導(dǎo)電過程中是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的,是生成了新物質(zhì)的。
綜上所述,我們對電化學(xué)反應(yīng)的一些重要概念和基本原理進(jìn)行學(xué)習(xí)時,應(yīng)該注意它們的聯(lián)系和區(qū)別,弄清反應(yīng)實質(zhì),會不斷的提高運用和創(chuàng)新電化學(xué)知識學(xué)習(xí)能力的。
2018-09-13 16:45:30 550次 http://www.yiqi.com/retiao/detail_2587.html 熱門標(biāo)簽: