电化学反应原理与电子流向

电化学反应知识的教与学重在概念清晰，了解原理。弄清电化学反应中电子和离子的流向，注意不同装置的联系和区别，不断提高运用和创新电化学反应知识的学习能力。

原电池和电解池的概念

概念是对事物认识的浓缩和升华。要想从容地解决电化学的问题，必须重视电化学反应知识体系中的相关概念的学习，弄清这些概念的内涵和外延，一句话就是概念要清晰。高中电化学理论的基本概念包括:原电池、电解池、电解、电镀、正极、负极、阳极、阴极、化学电源、金属腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等。

首先，我们来认识这些基本概念的内涵以及由此而引出的电化学原理。“电化学”的主干内容就是介绍通过化学反应供电，或利用直流电来进行化学反应。我们知道，带电粒子定向移动就形成了电流。

而化学反应中，有电子转移的电化学反应是氧化还原反应，所以电化学研究的反应对象只是氧化还原反应一氧化还原反应又分为自发的和不能自发的氧化还原反应，能自发的氧化还原反应，只要把它放在一定特定装置中进行，让它的电子沿着外电路定向转移，它就能供电，这个特定装置就是“原电池”;而不能自发的氧化还原反应，若亦把它放在另一个外接直流电源的特定装置中，迫使它发生反应，这个特定的装置就是“电解池(或槽)”。

因为任何电化学反应都伴随着能量的转变，若从能量变化的角度下定义，那就是:把化学能转变成电能的装置叫原电池;把电能转变成化学能的装置叫做电解池;早在初中物理学的电学部分我们就得到这样的认识:电流方向和电子流动方向相反，电流从正极流向负极，那么电子就从负极经外电路流向正极。

我们规定，在原电池中，能发生氧化反应，元素化合价升高，能在此电极上失去电子并能往外输出电子的电极定为“负极”;相应地，能发生还原反应，元素化合价降低，有电子输入并有物质去接受了电子的电极定为“正极”。

电解池与原电池的联系与区别

从电流的产生方式的不同，我们应该清楚，电源分为物理电源和化学电源，若把原电池的原理实用化就成了化学电源。若将原电池作为电解时所需要的外接电源，那么，电解池中与原电池的负极相连接的那个电极有电子流人，根据电荷的性质，该电极能吸引电解质溶液中阳离子而致使阳离子移向它的周围。

正负相吸引，阴阳相伴随，所以，我们就顺其自然地称此极为电解池的“阴极”。在阴极周围的阳离子能接受输人阴极上的电子而发生还原反应;同理推之，电解池的另一电极就应称“阳极”，它与原电池正极相连接，该阳极有电子输出，这些电子来自于移向它的阴离子失去电子或电极材料本身失去电子，为此，阳极发生了氧化反应。以下图的形式概括以上所述和揭示原电池和电解池的联系和区别:

电极类型及其导电过程

仔细阅读以上内容后我们发现，不管是原电池还是电解池，它们的电解质溶液(称为内电路)中是没有电子通过的，但是整个线路却能形成电流回路。难道是电子不会“游泳”所导致的?回答是有趣的，电子不是不会游泳，而是不需要游过“河”去。

其原因在以上的表述中已经涉及到，在这里可以再明确一下，金属导体包括石墨(称为第一类导体)是通过自由电子的定向移动而导电，而电解质溶液(称为第二类导体)是通过溶液中阴、阳离子定向移动而导电。

说明两点:①阴、阳离子移向相反;②在原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极;而离子移动至电极后还会发生得失电子，也就是发生了电化学反应，阳离子在某一极把输人的电子“吃”掉了变成还原产物，阴离子在另一极又“吐”出电子变成了氧化产物，结果就保证了电路中的第一类导体有电子循环，整个线路就有了电流形成。为此，我们还清楚了第一类导体导电前后没有发生变质，而第二类导体在导电过程中是发生了氧化还原反应的，是生成了新物质的。

综上所述，我们对电化学反应的一些重要概念和基本原理进行学习时，应该注意它们的联系和区别，弄清反应实质，会不断的提高运用和创新电化学知识学习能力的。