1.知道电池总反应式怎么写电极反应式先写 出正极(或负极)的电极反应,再用电池总反应减去写出来的电极反应,就得到另一极的电极反应式 。
一般来说,原电池电极反应式的书写应注意一下四点:1.首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误,则电极反应必然写错 。一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,但不是绝对的 。
如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼,但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化,因而铝是负极,此时的电极反应为:负极:2Al-6e-=== 2Al3+ 正极:6H2O +6e-=== 6OH-+3H2↑ 或 2Al3++2H2O +6e-+ 2OH-=== 2AlO2- + 3H2↑ 再如,将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,由于铝在浓硝酸中发生了钝化,铜却失去电子是原电池的负极被氧化,此时的电极反应为:负极:Cu-2e-=== Cu2+ 正极:2NO3- + 4H+ +2e-=== 2NO2↑+2H2O2.要注意电解质溶液的酸碱性 在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系 。如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种,在酸性溶液中的电极反应:负极:2H2-4e-=== 4H + 正极O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O 如果是在碱性溶液中,则不可能有H+出现,同样在酸性溶液中,也不能出现OH- 。
由于CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中,碳元素是以CO32-离子形式存在的,故不是放出CO2 。3.还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中,负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒 。
这样可避免在有关计算时产生错误或误差,也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误 。4.抓住总的反应方程式 从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池 。
而两个电极相加即得总的反应方程式 。所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式,就可写出另一个电极反应式 。
举例分析:【例题1】CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池,该电池的负极反应式为_____ 。解析:第一步:找氧化还原反应中的对应关系:氧化剂——还原产物;还原剂——氧化产物,在负极反应 。
即:负极:CH3OH(还原剂)→ CO32- (氧化产物) 第二步:分析电子转移的物质的量,CH3OH中碳元素为-2价,CO2- 3中碳元素为+4价,1 mol CH3OH转移6 mol电子 。即负极:CH3OH→ CO32- + 6e- 第三步:依据电荷原理配平以上电极反应式,缺少的物质从反应介质中寻找 。
因为该电池为碱性电池,而且左右相差8 mol负电荷,所以应该在左边添加8 mol OH- 。即:负极:CH3OH + 8OH- === CO32- + 6e- 第四步:OH-或H+ 与H2O为对应关系,即一边有OH-或H+,则另一边有H2O 。
所以负极反应式为:CH3OH + 8OH- === CO32- + 6e- + 6H2O或CH3OH-6e-+ 8OH- === CO32- + 6H2O 答案:CH3OH + 8OH-=== CO32- + 6e-+ 6H2O或CH3OH-6e-+ 8OH-=== CO32- + 6H2O 变式 若将KOH的碱性反应环境变为酸性环境,则该电池的负极反应式为_____ 。解析:还原剂为CH3OH,氧化产物为CO2,在负极1 mol CH3OH生成CO2共转移6 mol 电子,在上题第三步中需要在右边添加6 mol H+,在第四步中应该有1 mol H2O参加反应,即负极电极反应式为CH3OH + H2O === CO2↑+ 6e-+6H+ 或 CH3OH- 6e-+H2O === CO2↑+ 6H+ 答案:CH3OH + H2O === CO2↑+ 6e-+6H+ 或CH3OH- 6e-+H2O === CO2↑+ 6H+ (真诚为您解答,希望给予【好评】,非常感谢~~) 。
2.怎样书写电极反应式电化学是高中化学的重要基础理论内容之一,是高考的重点.对广大考生而言,电极反应式的书写是难点.现就电极反应式的书写总结如下:一、基本准则:1、依据电化学原理,原电池负极发生氧化反应(失电子)正极发生还原反应(得电子);电解池阳极发生氧化反应(失电子),阴极发生还原反应(得电子)2、依据电解质的性质.酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH—生成CO32-.还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等.3、得失电子,电荷的平衡.电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡.或得电子数目与电荷的平衡.4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写成H+或OH-,可以不写成H2O.5、两个半反应合并后,总反应要合理.这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加.合并后的总方程式是否符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H2O的电离外,不能包含其他化学反应.二、各种典例:例1、锌锰电池,负极是锌,正极是炭棒.电极质是拌湿的NH4CL、MnO2是去极剂,除去炭棒上的氢气膜,减小电池的内阻.正极反应是NH4+水解而提供的H+,所以电极反应和总反应分别为:负极:Zn—2e-= Zn2+ (失电子,电荷平衡)正极:2 NH4++2e-+2 MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3 (得电子,电荷平衡)总:Zn+2 NH4++2 MnO2= Zn2++2NH3+ H2O+ Mn2O3例2、铅蓄电池(放电),负极是Pb,正极是PbO2、H2SO4是电解质.正负极生成的Pb2+同时SO42-结合生成难溶的PbSO4负极:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4 (失电子,电荷平衡)正极:PbO2+2e-+4H++ SO42-= PbSO4+2 H2O (得电子,电荷平衡)总:Pb+ PbO2+4H++2 SO42-放电2 PbSO4+2 H2O例3、氢氧燃料电池,分别以KOH和H2SO4作电解质的电极反应如下:碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+正极:O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是:2H2+ O2=2 H2O例4、甲烷、空气、KOH燃料电池,CH4被氧气氧化,因此通CH4的一极是负极,且生成的CO2会与OH-反应.负极:CH4 -8e-+ 10OH-=CO32-+7H2O正极:O2+4e-+2 H2O= 4OH-总:CH4+2 O2+2OH-= CO32-+3H2O(总反应合理)例5、甲醇、空气(含CO2),与碳酸锂熔融盐燃料电池.甲醇被氧化,因此通甲醇的一极是负极,CO32-参与反应.负极:CH3OH-6e-+3 CO32-=4CO2+2 H2O (失电子,电荷平衡)正极:O2+4e-+2CO2=2CO32- (得电子,电荷平衡)总:2CH3OH+3 O2=2CO2+4H2O (总反应合理)例6、以AL空气,海水为能源的海水电池.H2O中的OH-参与负极反应,可以直接写成OH-负极:AL-3e-+3OH-=Al(OH)3正极:O2+4e-+2 H2O= 4OH-总:4 AL+3 O2+6H2O=4 Al(OH)3例7、银器日久表面生成黑色Ag2S,可将流银器置于盛食盐水的铝制容器中,又能恢复银白.H2O中的OH-和H+分别参与了两极的反应.负极:AL-3e-+3OH-=Al(OH)3正极:Ag2S+2e-+2 H+=2Ag+H2S总:2 AL+3 Ag2S+6 H2O=2 Al(OH)3↓+ 6 Ag ↓+3 H2S↑(H2O的电离)例8、已知反应:AsO43-+2I-+2 H+==== AsO33-+I2+ H2O是可逆电池反应如图装置,(Ⅰ)向B杯中逐滴加浓盐酸电流计指针偏转.(Ⅱ)若向B杯中滴加40%HaOH渗液,电流计指针又会向上述相反方向偏转.(Ⅰ)负极(碳1):2I-—2e-=I2 (氧化反应)正极(碳2):AsO43-+2e-+2 H+= AsO33-+ H2O (还原反应)(Ⅱ)负极(碳2):AsO33--2e-+2OH-= AsO43-+ H2O 正极(碳1):I2 +2e- = 2 I- 例9、丁烷、空气燃料电离、电池,其电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态能传导O2-因此O2-参与负极反应.负极:C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5 H2O正极:O2+4e-= 2O2-总:2C4H10+13O2=8CO2+ 10H2O 例10、氢氧燃料电池,固体电解质在熔融状态分别能传导O2- 或H+书写时要依据电解质的性质.(Ⅰ)传导O2- :负极:H2—2e-+ O2- = H2O正极:O2+4e-= 2O2-(Ⅱ)传导H+:负极:H2—2e-=2 H+正极:O2+4e-+4H+= 2H2O总反应都是:2H2+ O2=2H2O例11、以惰性电极,电解硫酸溶液,H2O中的H+、OH-参与电极反应,电极方程式中直接写与H+、OH-.阳极:4OH--4e-= 2H2O+ O2↑ (氧化反应)阴极:2 H++2e-= H2↑ (还原反应)总反应:2H2O电解2H2↑+ O2↑ (左边有H2O的电离) 。
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