高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)【知識(shí)精研+拓展提升】 正負(fù)極與陰陽(yáng)極辨析及運(yùn)用

物理化學(xué)正負(fù)極與陰陽(yáng)極辨析及運(yùn)用與01電極知多少高中電化學(xué)知識(shí)可以簡(jiǎn)單分為兩大部分，原電池原理，電解池原理。兩個(gè)原理的理解與應(yīng)用涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，逐一突破相關(guān)知識(shí)點(diǎn)再整體連貫起來方為上策。其中電極知識(shí)恰好是關(guān)鍵點(diǎn)之一，但是對(duì)很多同學(xué)而言掌握好有不小難度。目錄CONTENTS電化學(xué)發(fā)展史01電極概念辨析02電極實(shí)例解析03巧記速解04“電”的字形演變由“電”的字形演變可以看出，我們古人對(duì)閃電自然現(xiàn)象還是十分感興趣的，但可惜的是卻沒有誕生現(xiàn)代科技，略顯遺憾。1800年安東尼·卡萊爾威廉·尼科爾森電解水1771年伽伐尼發(fā)現(xiàn)金屬片接觸下的蛙腿痙攣現(xiàn)象。1834年法拉第提出電極概念，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出電解第一和第二定律1806年戴維由電解水開始，陸續(xù)電解制得K、Na、Ca、Ba、Mg、Sr等1799年伏特制成了世界上第一個(gè)電池──“伏特電堆”1805年LuigiV.Brugnatelli進(jìn)行第一次電沉積奠定了現(xiàn)代電化學(xué)基礎(chǔ)。1836年約翰·費(fèi)德里克·丹尼爾改良“伏特電堆”，解決電池極化1837年雅可比司本沙不約而同地發(fā)現(xiàn)了鍍銅現(xiàn)象1839年威廉·羅伯特·格羅夫提出燃料電池設(shè)計(jì)原理1839年Elkington獲得氰化鍍銀專利1843年西門子發(fā)明鍍鎳技術(shù)。鍍銅開始工業(yè)化1852年RobertWilhelmBunsen研究出電解金屬氯化物方法1860年普蘭特研究出鉛酸電池1866年雷克蘭士研究出碳鋅電池西門子提出發(fā)電機(jī)原理直流發(fā)電機(jī)出現(xiàn)1887年赫勒森發(fā)明了干電池1884年阿倫尼烏斯提出電離理論1888年能斯特提出電動(dòng)勢(shì)理論，能斯特方程1890年愛迪生發(fā)明了可充電鐵鎳電池1894年威廉·奧斯特瓦爾德測(cè)有機(jī)酸電導(dǎo)率證明阿倫尼烏斯理論1898年弗里茨·哈伯發(fā)現(xiàn)電解池中陰極電位決定還原產(chǎn)物的化學(xué)組成1899年WaldmarJungner發(fā)明開口型鎳鎘電池1914年愛迪生發(fā)明堿性電池1937年阿爾內(nèi)·蒂塞利烏斯制作出第一套精細(xì)的電泳裝置2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1970年M.S.Whittingham制成首個(gè)鋰電池1980年JohnB.Goodenough發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料1976年P(guān)hilipsResearch發(fā)明鎳氫電池1983年M.Thackeray、JohnB.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料1991年日本Sony公司可充電鋰離子電池商業(yè)化生產(chǎn)1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如LiFePO4，比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性1999年可充電鋰聚合物電池商業(yè)化生產(chǎn)西方早期對(duì)“電”也有類似模糊的認(rèn)知，后來逐漸發(fā)展成科學(xué)，其發(fā)展史很好地展現(xiàn)了人們對(duì)科學(xué)的認(rèn)知過程。吾輩當(dāng)自強(qiáng)，亦能青史留名。正極：電源中電位（電勢(shì)）較高（或電子流入）的一極負(fù)極：電源中電位（電勢(shì)）較低

（或電子流出）的一極電學(xué)之正負(fù)極陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的一極陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)的一極化學(xué)之陰陽(yáng)極陰極：與直流電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極：與直流電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)

學(xué)科融合：交叉學(xué)科電化學(xué)之正負(fù)極與陰陽(yáng)極電子流入的一極，發(fā)生還原反應(yīng)：正極電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)：負(fù)極正極圖1普通高中教科書·化學(xué)必修第二冊(cè)對(duì)正負(fù)極的描述圖2普通高中教科書·化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)陰陽(yáng)極的描述

從國(guó)外的研究論文來看,化學(xué)電源中較少使用positiveelectrode（正極）、negative

electrode（負(fù)極）

，大部分都用cathode（陰極）、anode（陽(yáng)極）來表達(dá)化學(xué)電源的兩個(gè)電極。從在國(guó)內(nèi)研究論文來看，化學(xué)電源中較少使用陰極、陽(yáng)極詞匯，大部分都用正極、負(fù)極來表達(dá)化學(xué)電源的兩個(gè)電極，并且英文部分多數(shù)都把正極的翻譯成cathode、把負(fù)極的翻譯成anode?，F(xiàn)在電池領(lǐng)域里經(jīng)常名詞用混，把cathode當(dāng)做正極，anode當(dāng)做負(fù)極用。日常生活中anode常譯作陽(yáng)極、正極，cathode常譯作陰極、負(fù)極，存在混亂情況。金屬的腐蝕與防護(hù)圖2普通高中教科書·化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)化學(xué)腐蝕的電化學(xué)保護(hù)法描述總結(jié)：原電池的電極可以提正、負(fù)極，也可以提陰、陽(yáng)極，電解池亦同。1、跟電流相關(guān)的電學(xué)（原電池）規(guī)定:對(duì)外電路供給負(fù)電荷(或有電子流出)的極叫負(fù)極—電勢(shì)低的一極;對(duì)外電路供給正電荷(或有電子流入)的極叫正極—電勢(shì)高的一極。2、跟反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)（電解池）規(guī)定凡發(fā)生氧化反應(yīng)的極叫陽(yáng)極,

凡發(fā)生還原反應(yīng)的極叫陰極。氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)●e-●e-CuSO4溶液CuCl2溶液Na+Cl-H+SO42-物理學(xué)規(guī)定，電流方向?yàn)檎姾梢苿?dòng)方向。電流方向?yàn)樨?fù)電荷移動(dòng)相反方向。原電池電解池電子：負(fù)極→外電路→正極離子：陰離子→負(fù)極

陽(yáng)離子→正極電子：負(fù)極→陰極，陽(yáng)極→正極離子：陰離子→陽(yáng)極

陽(yáng)離子→陰極00負(fù)極正極陰極陽(yáng)極★注意：電子無(wú)法通過電解質(zhì)溶液，會(huì)被溶液中的離子捕獲。氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)●e-●e-CuSO4溶液CuCl2溶液+-陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極Na+Cl-H+SO42-陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的一極。（1）電解池中與直流電源負(fù)極相連的電極（2）原電池的正級(jí)陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)的一極。（1）電解池中與直流電源正極相連的電極（2）原電池的負(fù)級(jí)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)●e-●e-CuSO4溶液CuCl2溶液一、富陽(yáng)養(yǎng)羊（負(fù)氧氧陽(yáng)）

負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)二、羊癲瘋（陽(yáng)電逢）

陽(yáng)離子總期待與電子

相逢

即電子去哪，陽(yáng)離子跟著跑去哪

Na+Cl-H+SO42-02判斷與運(yùn)用原電池原理應(yīng)用包含普通干電池、紐扣電池、燃料電池等，電解池原理應(yīng)用包含電解精煉金屬、電鍍、氯堿工業(yè)、海水淡化等，兩池原理的運(yùn)用，掌握好相關(guān)電極知識(shí)是關(guān)鍵。原電池正負(fù)極判斷方法：方法一：根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極；

方法二：根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。一般情況下功夫電極逐漸溶解為負(fù)極，電極增重和放出氣體的為正極；

方法三：根據(jù)電子流動(dòng)方向或電流方向來判斷。電子流出的為負(fù)極、電子流入的為正極，電流流出的正極、電流流入的負(fù)極；

方法四：根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷。陰離子流向的為負(fù)極、陽(yáng)離子流向的為正極；

方法五：根據(jù)兩極發(fā)生的變化來判斷。失去電子發(fā)生氧化的是負(fù)極、得到電子發(fā)生還原反應(yīng)是正極；

方法六：根據(jù)電解質(zhì)溶液來判斷電極。能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極為負(fù)極，不能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的為正極。1.某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，在常溫下，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下。(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同？_______(填“是”或“否”)。(2)由實(shí)驗(yàn)3中Al為____極(3)實(shí)驗(yàn)4中Al作負(fù)極還是正極？為什么？___________________________________________________寫出Al電極的電極反應(yīng)式：______________________________(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流表指針偏向Al的原因：_________________________________________________否負(fù)負(fù)極，因?yàn)樵贜aOH溶液中，活動(dòng)性Al>Mg，Mg電勢(shì)高為正極Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OAl在濃硝酸中發(fā)生鈍化，然后Zn在濃硝酸中發(fā)生氧化反應(yīng)，即在濃硝酸中，活動(dòng)性Zn>Al，Al電勢(shì)高為正極2.化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法正確的是A.圖1：鋅銅原電池工作時(shí)，Zn2+向Cu電極方向移動(dòng)，Cu電極附近溶液中H+濃度會(huì)增大B.圖2：紐扣式銀鋅電池中，正極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2OC.圖3：鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，且外電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子消耗鋅32.5gD.圖4：鉛蓄電池為二次電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-=Pb2+2H++2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Pb-2e-+SO42-=PbSO4Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-√電解池離子的放電順序:（物質(zhì)在電解池的陰、陽(yáng)兩極發(fā)生反應(yīng)的過程叫放電。）陰極:發(fā)生還原反應(yīng)，氧化性強(qiáng)的離子先得電子Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液)>AI3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽(yáng)極:發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極金屬或還原性強(qiáng)的離子先失電子活性金屬電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-3.電化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料，同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4，下列說法正確的是A.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2OB.右側(cè)的離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C.陰極區(qū)a%>b%D.陰極產(chǎn)生的氣體是氧氣陰離子交換膜2H2O+2e-=H2+2OH-OH-Na+√03電極之多樣化在學(xué)習(xí)了原電池原理和電解池原理之后，對(duì)于這兩個(gè)原理的考查就會(huì)變得多樣化