原电池中电极反应式的书写及电子式书写常见错误
原电池中电极反应的书写方法和技巧
原电池中电极反应的书写方法和技巧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,电极反应式的书写一直以来都是学生学习的一大难点,如何正确书写原电池的电极反应式呢?现总结如下: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)。
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、得失电子守恒、电荷的守恒二、解题技巧由题中给出的电池总反应书写电极反应式,这类题目的解题方法一般是:首先找出该反应的还原剂和氧化产物,找出二者的差别,主要是看氧化产物是可以拆成离子还是不能拆,再结合电解质溶液的酸碱性:碱性溶液中酸性物质不可能存在,也不会有H+参加反应或生成;同样酸性溶液,不会有OH-参加反应或生成,根据此原则即可写出负极反应式,正极反应式的书写可以按两种方法进行,一是根据已写出的负极反应式和题中给出的电池反应式的差别写出正极反应式,二是拿电池反应式减去负极反应式即可得出正极反应式。
该方法适合于任何类型的原电池,只要电解质溶液是水溶液。
比如:例1.锌锰碱性干电池,电池反应:Zn +2MnO2+ H2O=Zn(OH)2+Mn2O3分析:还原剂Zn,氧化产物Zn(OH)2不能拆,所以由Zn到Zn(OH)2,Zn必须发生如下变化:失去2e-结合2OH-离子,所以负极:Zn+2OH-→ Zn(OH)2+2e-总反应中没有在负极反应的反应物就要在正极参加反应,另外电池反应式中氢氧根离子没有体现,所以负极消耗多少氢氧根离子正极就要产生多少,由此正极:2MnO2 + H2O+2e- →Mn2O3+2OH-也可以用电池反应减去负极反应即得出正极反应式。
例2. 镁铝氢氧化钠溶液组成的电池,电池反应:2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑分析:还原剂Al,氧化产物 [Al(OH)4]-所以由2Al到2[Al(OH)4]-必须发生如下变化:2Al失去6e-结合8OH-形成2[Al(OH)4]-,所以负极:2Al+8OH-→2[Al(OH)4]- +6e-结合总反应式中只有2OH-参加反应,在负极消耗8OH- ,所以在正极就必须产生6OH-,正极:6H2O+6e-→3H2↑+6OH-例3. 铅蓄电池(放电)电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O分析:还原剂Pb,氧化产物PbSO4,难溶物,所以从Pb到PbSO4必须发生如下变化:Pb失去2e-结合一个SO42-形成PbSO4沉淀,即负极:Pb+ SO42-→ PbSO4 +2e-而PbO2要形成PbSO4和2H2O就必须得2e-再结合4H+和一个SO42-即正极:PbO2+2e-+4H+ +SO42-→ PbSO4+2H2O对于燃料电池,均涉及到某燃料气与氧气的反应,所以氧气永远在正极得电子,燃料气在负极失电子,并且要注意到电解液的酸碱性。
电子式书写的常见错误及纠正措施
电子式书写的常见错误及纠正措施物质的电子式可体现其构成元素之间的结合方式,也决定着该物质的化学性质;对于简单微粒还可以通过电子式推导其空间结构。
因此电子式是近几年高考的考查热点之一。
但由于高中教材中未涉及电子亚层、分子轨道等理论知识,学生难以较系统理解微粒最外层电子的排布,而只能靠记忆、知识积累来处理这一类问题,错误率较高,如将氧原子的电子式写成 (正确应为)。
典型错误归纳有以下两类:一、无法正确排列微粒中原子或离子的顺序。
例如HClO 的式写成 ; MgCl 2的电子式写O 2和22中氧原子间的共用电子对数目。
针对以上问题,笔者总结了三种书写短周期元素形成的微粒的电子式的小技巧,供大家参考。
一:“异性相吸、电荷交叉”让原(离)子快乐排队。
“异性相吸、电荷交叉”是指在书写电子式时让微粒中带(部分)正电荷的离(原)子与带负电荷的离(原)子交错排列。
如次氯酸的分子式常被约定俗成为HClO ,但根据H 、Cl 、O 个三原子的氧化性(或电负性)差异可知该分子中H 、Cl 带部分正电荷,O 带部分负电荷,因此HClO 的电子式应为 :。
对于离子化合物Mg 3N 2,先可判断出式中Mg 为+2价,N 为-3价,根据“异性相吸、电荷交叉”正确判断化学式含有的微粒种类和它们所带的电荷的正负。
如MgCl 2由Mg 2+和Cl -以1:2的比例构成,Na 2O 2由Na +和O 22-以2:1的比例构成。
而对于共价微粒、只有少数氧化性(电负性)相差很小的非金属原子形成的共价体有例外,例如HCN (其中C 为+4价、N 为-3价,电子式为 )。
高中阶段涉及的常见共价微粒(由短周期元素原子形成的共价微粒)的电子式基本都可以采用该规律来解决。
二、“电子分配求差量”揭开共用电子对数目的面纱。
该方法的理论依据来源于配位化学中的“18电子规则”。
(参见《中级无机化学》唐宗熏主编,2003,高等教育出版社)虽然该方法仅适用于计算共用键的数目,对配位键则爱莫能助。
电极反应的书写技巧(最全最新)
专项突破---电极反应式书写技巧电化学中电极反应式的书写基本是高考的必考题型之一,如何解决这一难题,应尊遵循以下思路:(1)明确写的是何种电极的反应式(2)明确该电极的放电微粒和放电后的产物:在确定放电微粒时要严格遵循题目要求。
(3)利用化合价的变化确定得失电子数(4)先利用电荷守恒,后利用原子守恒并结合电解质溶液的环境(酸性、碱性、中性等)确定电极反应式中的所缺微粒。
(一)原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
3、正负极电极反应式在得失电子数目相同时相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的书写电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的书写电极反应式,即得到较难写出的书写电极反应式。
【典型例题】用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反应式。
解析:从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在碱性性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
【专题练习】燃料电池是燃料(如CO,H2,CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是稀硫酸溶液,在甲烷燃料电池中:负极反应式为,正极反应式为:。
(二)、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,若阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前的金属,金属活动顺序由强到弱:钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金。
原电池电极反应式的书写技巧
原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析:在碱性环境中Al 比 Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
原电池电极反应方程式的书写技巧
原电池电极反应方程式的书写技巧作者:杨政芳来源:《新课程·中学》2017年第06期原电池知识一直是高考考纲的重点内容,电极反应式的书写是难点不易掌握。
为防止考试失分,要注意以下几点:找出电池内自发的氧化还原反应,关注电解质溶液是否参与反应。
标电子的得失,用好元素守恒、电荷守恒和电子守恒。
原电池电极反应式书写的总原则是:负极:失电子,发生氧化反应(一般是负极本身失电子)正极:得电子,发生还原反应(一般溶液中阳离子在正极上得电子,但也可O2在正极上得电子(吸氧腐蚀),或正极本身得电子)两极电极反应方程式中的电子得失数目(一般)保持相等总反应式(电池反应)=正极反应式+负极反应式具体分成几种情况:1.两个电极上产生的物质能否与电解质溶液中的物质继续发生反应,如不反应,则根据氧化剂、还原剂得失电子的一般规律直接写。
如Cu—Zn—H2SO4原电池(负极Zn、正极Cu、电解液H2SO4)负极Zn-2e-=Zn2+正极2H++2e-=H2↑总反应离子方程式Zn+2H+=H2↑+Zn2+。
2.注意用金属活泼性强弱判断正负极并不都是正确的。
如,在Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池,负极为Al,因为Al能自发跟NaOH溶液发生氧化还原反应(但Al活泼性比Mg 弱),在Al—Cu—浓HNO3溶液构成的原电池中,负极为Cu,因Al与浓HNO溶液发生钝化后不反应,Cu能与浓HNO3溶液进行氧化还原反应(但Cu活泼性比Al弱)。
例如,写出Mg、Al电极以NaOH为电解质溶液的原电池的电极反应式(负极Al、正极Mg、电解液KOH)负(Al)2Al+8OH--6e-=2AlO-2+4H2O正(Mg)6H2O+6e-=3H2↑+6OH-化学方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑3.如电极上产生的物质与电解质溶液发生反应,要把电解质溶液中参加反应的物质写入电极反应方程式中。
如电解液呈碱性,电极反应中CO2不能存在,会与溶液中OH-反应为CO32-,也不会有H+参加反应或生成;同样酸性溶液,电极反应中CO32-不存在,应为CO2,不会有OH-参加反应或生成。
高中常见原电池电极反应式书写总结
高 中常见的原电池电极反应式的书写一、一次电池1、 伏打电池:(负极一Zn ,正极一Cu ,电解液一HbSQ )负极: Zn - 2e ==Zn正极:2H +2e ==H> T + 2 +总反应离子方程式 Zn + 2H == H 2 T + Zn2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极一Fe ,正极一C,电解液一一酸性) 负极:Fe - 2e _==Fe 2+正极:2H ++2e _ ==H T+ 2+ 总反应离子方程式 Fe+2H ==f T +Fe3、 铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极一Fe ,正极一C,电解液一一中性或碱性)负极:2Fe - 4e ==2Fe 正极:Q+2HQ+4e ==4QH - 总反应化学方程式:2Fe+Q+2H2Q==2Fe (QH 》 4Fe (QH )2+Q+2H2O==4Fe (QH 》;2Fe (QH )s ==Fe 2Q 3 +3 H 2Q (铁锈的生成过程)4、铝镍电池:(负极一Al ,正极一Ni ,电解液一一NaCI 溶液)负极:4Al - 12e _ ==4Al 3+正极:3O>+6H 2O+12e _==12OH - 总反应化学方程式: 4AI+3O 2+6H2O==4AI (OH )3 (海洋灯标电池) 5、 铝-空气-海水 (负极一一铝,正极一一石墨、铂网等能导电的惰性材料,电解液一一海水)负极:4Al _ 12e _ ==4AI 3+正极:3Q 2+6H 2O+12e ==12OH 总反应式为:4AI+3O 2+6HO===4AI (OH )3 (铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池)6、 普通锌锰干电池:(负极一一Zn ,正极一一碳棒,电解液一一 NHCI 糊状物)负极:Zn - 2e _==Zn 2+ 正极:2MnQ+2NH ++2e _==MnQ +2NH 3+H2O总反应化学方程式: Zn+2NHCI+2M nO=Z nCl 2+MnO+2NH+H 2O7、 碱性锌锰干电池:(负极一一Zn ,正极一一碳棒,电解液 KOH 糊状物)负极:Zn + 2OH - 2e _== Zn (OH ) 2 正极:2MnO+ 2H 2O + 2e _==2MnO (OH ) +2OH 总反应化学方程式: Zn +2MnQ +2H 2O == Zn (OH ) 2 + MnO (OH )8、 银锌电池:(负极一一Zn ,正极一一A@Q,电解液NaOH )负极:Zn+2OH - 2e _== ZnO +HQ 正极:AgO + H 2O + 2e _== 2Ag + 2OH _总反应化学方程式: Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:(负极一一AI ,正极一一Mg 电解液KOH负极(AI ) : 2AI + 8OH 一 + 6e _ = 2AIO 2_ +4HLO 正极(Mg ) : 6H 2O + 6e _ = 3H 2 T +6OH 总反应化学方程式: 2AI + 2OH _ + 2H 2O = 2AIO 2_ + 3出T10、 一次性锂电池: (负极一一金属锂,正极一一石墨,电解液:LiAICI 4_ SOCI 2) 负极:8Li _ 8e _ = 8 Li + 正极:3SOC 2 + 8e _ = SO 2一+ 2S + 6CI _总反应化学方程式 8Li + 3SOCI 2 === Li 2SQ + 6LiCI + 2S 二、二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、 铅蓄电池:(负极一Pb 正极一PbQ 电解液一 稀硫酸)放电时:负极: Pb _ 2e + SO ==PbSO 正极:PbQ + 2e + 4H + SO ==PbSO+ 2HQ总化学方程式 Pb + PbQ + 2H 2SQ==2PbSO+2H 2O2、镍镉电池(负极一一Cd 、正极一NiOOH 电解液:KOH 溶液)Ni (OH ) 2+Cd (OH )2 放电时 负极:Cd _ 2e — + 2 OH -= = Cd (OH )2 正极:2NiOOH + 2e —+ 2H 2O == 2Ni (OH ) 2+ 2OH 「 总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd (OH 2 + 2Ni (OH ) 2三、燃料电池:书写过程归纳:列物质,标得失 选离子,配电荷燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。
原电池中电极反应式的书写技巧
原电池中电极反应式的书写技巧原电池电极反应式的书写是高中化学学习中的一个重点和难点,对初学者来说常感到无从下手,它又是高考考查的热点,历年高考卷中都有涉及。
本人就这几年教学实践,谈几点有关电极反应式书写方法的体会。
一、书写原则原电池中电极反应属于氧化还原反应,要遵循原子守恒、转移电子守恒及电荷守恒原则。
除此之外,还要特别注意以下两点:加和性原则和共存原则。
加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。
利用此原则,用电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式,或颠倒相加也可。
如后面例题分析中的例4。
共存原则:如碱性溶液中CO 2不可能存在,也不会有H +参加反应或生成;同样在酸性溶液中,不会有OH -参加反应或生成。
根据此原则,同一物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。
(如后面例题分析中的例3)二、书写步骤(一)首先确定原电池的正、负极,常见有以下几种情况:1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强(针对电解质溶液而言)的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。
但也要具体情况具体分析。
(如例4)2.由电极变化情况确定:若某一电极不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极。
3.根据实验现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI-淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的是氧化反应还是还原反应,是H +还是OH -或I -等放电,从而确定正、负极。
一般而言,负极失电子被氧化,应该产生阳离子或消耗阴离子,使溶液中阴离子移向的一级,其pH值一般降低。
正极得电子被还原,应该是产生阴离子或消耗阳离子,是溶液中阳离子移向的一极,其pH值一般升高。
例如用酚酞作指示剂,溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H +放电导致c(OH -)>c(H +),H +放电是还原反应,故这一极为正极。
常见原电池电极反应式书写汇总
常见的原电池电极反响式书写汇总一次电池1、伏打电池:〔负极—Zn、正极—Cu电解液:H2SO4〕负极:Zn–2e-===Zn2+(氧化反响)正极:2H++2e-===H2↑(复原反响)离子方程式:Zn+2H +22+==H↑+Zn2、铁碳电池:〔负极—Fe、正极—C电解液:H2CO3弱酸性)负极:Fe–2e-===Fe2+(氧化反响)正极:2H++2e-===H2↑(复原反响)离子方程式:Fe+2H +2+===H2↑+Fe(析氢腐蚀)3、铁碳电池:〔负极—Fe、正极—C电解液:中性或碱性)负极:2Fe–4e-===2Fe2+(氧化反响)22--(复原反响)正极:O+2H O+4e===4OH化学方程式:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2(吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O(铁锈的生成过程) 4.铝镍电池:〔负极—Al、正极—Ni电解液:NaCl溶液、O2)-3+(氧化反响)负极:4Al–12e===4Al正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-(复原反响)化学方程式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)(海洋灯标电池)35、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C 电解液:NH4Cl、MnO2的糊状物) 负极:Zn–2e-===Zn2+ (氧化反响)正极:2MnO+2H++2e-===Mn2O3+H2O (复原反响)化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2===ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:〔负极—Zn、正极—C 电解液:KOH、MnO2的糊状物〕负极:Zn+2OH–-2e-===Zn(OH)2 (氧化反响)正极:2MnO+2H2O+2e --===2MnOOH+2OH 〔复原反响)化学方程式:Zn+2MnO+2H2O===Zn(OH) +MnOOH227、银锌电池:(负极—Zn 、正极--Ag2O电解液:NaOH)--(氧化反响)负极:Zn+2OH-2e===Zn(OH)2正极:Ag2O+H2O+2e -===2Ag+2OH -(复原反响)化学方程式:Zn+Ag2 O+H2O===Zn(OH)2+2Ag8、铝–空气–海水〔负极-- 铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料 电解液:海水〕负极:4Al-12e-===4Al3+ (氧化反响)22--正极:3O+6HO+12e===12OH 〔复原反响)总反响式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3〔铂网增大与氧气的接触面〕9、镁---铝电池〔负极--Al 、正极—Mg电解液:KOH 〕-–+4H2O(氧化反响)负极(Al):2Al+8OH-6e-===2AlO2-–〔复原反响)正极(Mg 〕:6HO+6e===3H↑+6OH22化学方程式:2Al+2OH –+2H2O===2AlO2–+3H2↑10、锂电池一型:〔负极--金属锂、正极--石墨 - +- 2-- 正极:3SOCl2+8e ===SO3 +2S+6Cl电解液:LiAlCl〔复原反响)4---SOCl2〕 化学方程式:8Li+3SOCl 2===Li 2SO3+6LiCl+2S二次电池〔又叫蓄电池或充电电池〕1、铅蓄电池:〔负极—Pb、正极—PbO电解液:浓硫酸〕2放电时-2-===PbSO(氧化反响)负极:Pb-2e+SO44正极:PbO+2e-+2-===PbSO+2H O(复原反响)+4H+SO2244充电时阴极:PbSO4+2H++2e-===Pb+H2SO4(复原反响)阳极:PbSO+2HO-2e -===PbO+HSO++2H(氧化反响)42224总化学方程式:Pb+PbO2+2HSO42PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:〔负极--Fe、正极—NiO2电解质:KOH溶液〕放电时负极:Fe-2e -+2OH–===2(氧化反响)Fe(OH)正极:NiO2+2H2O+—===–2e Ni(OH)2+2OH(复原反响)充电时阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH–(复原反响)阳极:Ni(OH)-2e -–NiO+2H O(氧化反响) +2OH===222总化学方程式:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)23、LiFePO4电池〔正极—LiFePO4、负极—石墨电解质:含Li+导电固体〕放电时负极:Li–e-===Li+(氧化反响)正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4(复原反响)+-总化学方程式:FePO4+Li LiFePO44、镍--镉电池〔负极--Cd、正极—NiOOH 电解质:KOH溶液〕—–放电时负极:Cd-2e+2OH===Cd(OH)〔氧化反响〕2正极:2NiOOH+2e-+2H2O===2Ni(OH)2+2OH–(复原反响)充电时2-===Cd+2OH–(复原反响)阴极:Cd(OH)+2e阳极:2Ni(OH)2-2e-+2OH-===2NiOOH+2HO(氧化反响)总化学方程式:Cd+2NiOOH+2HO Cd(OH)2+2Ni(OH)25、氢--镍电池:〔负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH电解质:KOH+LiOH〕放电时负极:LaNi5H6-6e —+–LaNi5+6H2O(氧化反响) 6OH===正极:6NiOOH+6e —+6H2O===6Ni(OH)2–+6OH(复原反响)充电时阴极:LaNi-+6HO===LaNi H+6OH–+6e(复原反响) 5256阳极:6Ni(OH)2-6e —+–6NiOOH+6H2O(氧化反响) 6OH===总化学方程式:LaNi5H6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:〔负极—Zn、正极---石墨电解质:浸湿固态碱性物质〕放电时负极:3Zn-6e -–3Zn(OH)2(氧化反响) +6OH===正极:2FeO42-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH–(复原反响)充电时2-===3Zn+6OH–(复原反响)阴极:3Zn(OH)+6e-+10OH–===2FeO2—+8H2O(氧化反响)阳极:2Fe(OH)3-6e4总化学方程式:3Zn+2K2FeO+8H2O3Zn(OH)+2Fe(OH)3+4KOH 427、锂电池二型〔负极LiC、正极含锂的二氧化钴LiCoO、充电时LiCoO中Li被氧化,622Li+复原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示〕放电时负极:LiC 6-===Li(1-x)6+(氧化反响)–xe C+xLi正极:Li〔1-x)CoO2+xe-+xLi+===LiCoO2(复原反响)充电时阴极:Li (1-x)6+xLi++xe-===LiC6(复原反响) C阳极:LiCoO2–xe-===Li(1-x)CoO2+xLi+(氧化反响)总反响方程式:Li(1-x)CoO+LiC6LiCoO2+Li(1-x)C62燃料电池一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂〔Pt〕或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反响为:2H+O2===2H2O电极反响特别要注意电解质,有以下三种情况:1、电解质是KOH溶液〔碱性电解质〕负极:H -+2OH—2HO(氧化反响)–2e === 2正极:O2 +2H2O+4e - ===4OH —(复原反响)总反响方程式:2H+O===2H2O22、电解质是H2SO4溶液〔酸性电解质〕2 -===+氧化反响)负极:H –2e 2H( 正极:O2 +4H ++4e -===2H2O(复原反响)总反响方程式:2H+O2===2H2O3、电解质是NaCl 溶液〔中性电解质〕负极:H2 –2e -===2H +( 氧化反响)正极:O2 +H2O +4e -===—4OH总反响方程式:2H+O2=== 2H2O说明:1、碱性溶液反响物、生成物中均无H+2、水溶液中不能出现O2-+ -3、中性溶液反响物中无H和OH-4、酸性溶液反响物、生成物中均无 OH二、甲醇燃料电池碱性电解质〔铂为两极、电解液KOH溶液〕正极:3O2+12e-+6H20===12OH-(复原反响)3-—32-2负极:2CHOH–12e+16OH===2CO+12HO(氧化反响)总反响方程式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O酸性电解质〔铂为两极、电解液H2SO4溶液〕正极:3O2+12e-+12H+===6H2O(复原反响)〔注:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理根本相同〕-+(氧化反响)负极:2CHOH–12e+2HO==12H32+2CO总反响式:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O(氧化反响)三、CO燃料电池〔总反响方程式均为:2CO+O2=2CO〕1、熔融盐〔铂为两极、Li2CO和NaCO的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO的混3232合气为正极助燃气〕2-232-(复原反响)正极:O+4e+2CO=2CO负极:2CO+2CO32--4e-===4CO2(氧化反响)2、酸性电解质〔铂为两极、电解液H2SO4溶液〕正极:O2+4e-+4H+===2H2O(复原反响)负极:2CO–4e-+2H2O===2CO+4H+(氧化反响)四、肼燃料电池〔铂为两极、电解液KOH溶液〕22+4e -—(复原反响)正极:O+2HO===4OH负极:N2H4+4OH—-4e-===N2+4H2O(氧化反响)总反响方程式:NH+O2===N+2H O2422五、甲烷燃料电池1.碱性电解质〔铂为两极、电解液 KOH溶液〕正极:2O+2H2O+8e-===8OH—(复原反响)—-===CO 2-+7H O(氧化反响)负极:CH+10OH-8e243总反响方程式:CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O2、酸性电解质〔铂为两极、电解液H2SO4溶液〕-+8H +正极:2O+8e===4H2O(复原反响)负极:CH4-8e-+2H2O===8H++CO2(氧化反响)总反响方程式:CH+2O2===CO+2H2O42六、丙烷燃料电池〔铂为两极、正极通入O和CO、负极通入丙烷、电解液有三种〕221、电解质是熔融碳酸盐〔K2CO3或Na2CO3〕正极:5O+20e -+10CO2===10CO2-(复原反响)23负极:C3H8-20e-+10CO32-===3CO2+4H2O(氧化反响)总反响方程式:C3H8+5O2===3CO2+4H2O2、酸性电解质〔电解液HSO溶液〕24正极:5O2+20e-+20H+===10H2O(复原反响)38-+6H 22+(氧化反响)负极:CH-20e O===3CO+20H总反响方程式:C3H8+5O2===3CO2+4H2O 3、碱性电解质〔铂为两极、电解液KOH溶液〕正极:5O2+20e -—(复原反响) +10H2O===20OH负极:C3H8-20e-+26OH—===3CO2-+17H2O(氧化反响)总反响方程式:C3H8+5O2+6KOH===3K2CO+7H2O3七、乙烷燃料电池〔铂为两极、电解液KOH溶液〕正极:7O2+28e -—(复原反响) +14H2O===28OH6-—32-2氧化反响)负极:2CH-28e+36OH===4CO+24HO(总反响方程式:2CH6+7O2+8KOH===4K2CO3+10H2O。
原电池电极反应式的书写技巧
原电池电极反应式的书写技巧一般来说,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-+ 3H↑2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_____。
化学一轮复习易错题电极反应式书写含解析
电极反应式书写【易错分析】1。
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.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.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。
2。
分析电解池问题的一般程序为:找电源(或现象)→判两极→写电极反应式→得总反应式.①连电源正极的为阳极,阳极上发生氧化反应;连电源负极的为阴极,阴极上发生还原反应,两电极反应式之和即为电池总反应式。
②电极材料:惰性电极指Pt、Au、石墨;活性电极指除Pt、Au、石墨外的金属材料.【错题纠正】例题1、(1)与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为,该电池总反应的离子方程式为______________.(2)尿素[CO(NH2)2]在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为。
可将该反应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物,该燃料电池负极的电极反应式是,正极的电极反应式是。
【解析】(1)K2FeO4—Zn组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,Fe O42−中+6价铁元素被还原为Fe(OH)3中+3价铁元素,其电极反应式为Fe O42−+3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH—。
(2)由反应物的组成元素,可判断生成的三种无毒气体是N2、CO2、H2O,化学方程式为2CO(NH2)2+6NO 5N2+2CO2+4H2O。
电极反应式的书写(全、精)
原电池电极反应式书写一、总模式:负极:还原剂,失电子→发生氧化反应(一般通式:M→M n+ + ne-)正极:氧化剂,得电子→发生还原反应(一般通式:N + me-→N m-)二、规则:①三大守恒规律:电荷守恒电子守恒质量守恒②正负极得失电子相等(负失正得)③用―=‖不用―→‖,气体用―↑‖,沉淀不用―↓‖④两式相加后电子必须抵消三、书写步骤:1、判断电池的正负极方法:利用电极材料电极现象电子流向电流流向放电物质离子流向等判断正负极2、列物质标得失找出氧化剂还原剂并标出化合价变化确定得失电子的物质3、选离子配电荷根据电解质溶液环境确定生成的离子和参与反应的离子并配电荷4、巧用水,配平式若需要水,则在两式的左边或右边加上H2O以获得H+ 或OH-5、两式加,验总式四、注意点:(1)电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应式的一切规则(如―拆‖、―平‖)(2)负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在碱性溶液中以CO32-形式存在);(3)氧气(氧原子得电子生成O2-)溶液中不存在O2-,在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与H2O结合成OH-。
(4)两极反应相加得到总反应,总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。
(5)若正负极的产物会同所处的电解质溶液反应的话,则必须考虑产物同电解质溶液的反应。
即电极反应的产物必须能稳定地存在与电解质溶液中。
比如:银做负极失去电子Ag-e-=Ag+ ,如果溶液中含有Cl-,Cl-与生成的Ag+反应,则电极反应变为Ag-e-+Cl-=AgCl,再如:铅蓄电池中,铅做负极失去电子变成Pb2+,溶液中有SO42-,与子反应生成硫酸铅:Pb2+-2e-+SO42-=Pb SO4。
五、书写技巧1.若知道电池总反应,根据总反应是两电极反应之和,若能写出某一极反应或已知某一极反应,由总反应减半反应可得另一极反应。
高中化学教案之正确书写燃料电池的电极反应式
高中化学教案之正确书写燃料电池的电极反应式【读者按】在高中原电池一节中,历届学学生在不论在上新课和复习的作业中对电极反应的书写感到很难,尤其是基础差的学生更是无从下手.而且本部分是电化学部分的起始教学、同时也是高二化学教学的一个难点。
而电极反应的书写是本部分新出现的化学用语,是研究和交流电化学的重要工具、在09的高考中很多地区的试题都涉及到对电极反应书写的考查呢?根据这一现况笔者认真分析其原因并结合十多年的教学实践总结出一套适合学生实际的方法。
一、电极反应书写常见错误举例及错因分析1.完成甲烷硫酸构成的燃料电池的电极反应1正极:2O2+8e- +4H+=4OH-2正极:O2+8e- =O2-3正极:2O2+8e- +4H2O=8OH-4负极:CH4-8e- +2OH- =CO2+6H2O5正极:CH4-8e- +3OH- =CO32-+7H+错因分析:在硫酸溶液显酸性,其中有很多H+,那么OH-、O2-、 CO32-就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的酸性;24中还存在质量不守恒电、荷不守恒的问题;5中CO32-与7H+本来就不能共存的,且没有区分开正、负极2.完成甲烷氢氧化钠燃料构成的燃料电池的电极反应1正极:O2+8e- +H2O=8OH-2正极:O2+8e- +H+=H2O3负极:CH4-8e- +OH- =CO2+6H2O错因分析:在氢氧化钠溶液显碱性,其中有很多OH-+ ,那么H+、O2-、 CO2就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的碱性;1中还存在质量不守恒、23同时存在质量、电荷不守恒的问题。
二、解题程序介绍例:完成甲醛氢氧化钠燃料电池的电极反应1.纯氧化还原反应角度分析:0 +4HCHO + O2 CO2 + H2O氧化反应:HCHO-6eCO2+H+还原反应:O2+4e-2O2-(暂不考虑电解质的作用、也不必配平只考虑价态变化和得失电子)2.将负、正极与氧化还原、反应对应起来置换1理解好原电池的原理熟记下表关系两极反应电子得失电子流向化合价变化正极还原反应得电子电子流入降低负极氧化反应失电子电子流出升高2借助干电池的正负极建立上述对应关系负极(氧化反应):HCHO-6eCO2+H+正极(还原反应):O2+4e-2O2-3.检查修正电极反应:第一步:分析电解质溶液成分看有哪一些粒子能和上面的电极反应式中的微粒结合2-NaOH溶液中主要有OH-、H2O、Na+,上述微粒中CO2、H+ 、O2-依次能和OH-、OH-、H2O结合成CO3 、H2O、 H2O负极:HCHO-6e-+ OH-CO32-+ H2O正极:O2+4e-+ H2O2OH-第二步:检查电荷是否守恒负极:HCHO-6e-+8OH-CO32-+H2O正极:O2+4e-+ H2O4OH-第三步:检查质量是否守恒负极:HCHO-6e-+8OH-CO3+5H2O正极:O2+4e-+ 2H2O4OH-三、教学前瞻性设计由于本部分知识和氧化还原反应、离子反应有着不可分割的联系所以在进行前两部分教学和习题讲评时就应有意识地进行教学铺垫比如:分析氧化还原反应时将它分为氧化反应部分,还原反应部分;在进行离子方程式教学时进行电荷守恒训练,尤其是对氧化还原型离子方程进行分析时就可结合二都进行强化四、习题迁移训练15.(05广东)一种新燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
高中常见原电池电极反应式书写总结
高中常见的原电池电极反应式的书写1、伏打电池:(负极—Zn ,正极—Cu ,电解液—H 2SO 4)负极: Zn –2e -==Zn 2+(氧化反应) 正极: 2H ++2e -==H 2↑(还原反应)总反应离子方程式 Zn + 2H + == H 2↑+ Zn 2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe ,正极—C ,电解液-—酸性)负极: Fe –2e -==Fe 2+(氧化反应) 正极:2H ++2e -==H 2↑(还原反应)总反应离子方程式 Fe+2H +==H 2↑+Fe 2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极-Fe ,正极-C ,电解液-—中性或碱性)负极: 2Fe –4e -==2Fe 2+ (氧化反应) 正极:O 2+2H 2O+4e -==4(还原反应)总反应化学方程式:2Fe+O 2+2H 2O==2Fe (OH )24Fe (OH)2+O 2+2H 2O==4Fe(OH )3 ;2Fe (OH )3==Fe 2O 3 +3 H 2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极-Al ,正极—Ni ,电解液——NaCl 溶液)负极: 4Al –12e -==4Al 3+(氧化反应) 正极:3O 2+6H 2O+12e -==12(还原反应)总反应化学方程式: 4Al+3O 2+6H 2O==4Al (OH )3 (海洋灯标电池)5、铝–空气–海水(负极--铝,正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料,电解液--海水)负极 :4Al -12e -==4Al 3+ (氧化反应) 正极 :3O 2+6H 2O+12e -==12OH -(还原反应)总反应式为: 4Al+3O 2+6H 2O===4Al (OH )3 (铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池)6、普通锌锰干电池:(负极—-Zn,正极——碳棒,电解液——NH 4Cl 糊状物)负极:Zn –2e -==Zn 2+ (氧化反应) 正极:2MnO 2+2NH 4++2e -==Mn 2O 3 +2NH 3+H 2O (还原反应)总反应化学方程式:Zn+2NH 4Cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O 3+2NH 3+H 2O7、碱性锌锰干电池:(负极-—Zn ,正极-—碳棒,电解液KOH 糊状物)负极:Zn + 2OH – 2e -== Zn (OH )2 (氧化反应) 正极:2MnO 2 + 2H 2O + 2e -==2MnO (OH ) +2OH - (还原反应)总反应化学方程式:Zn +2MnO 2 +2H 2O == Zn (OH )2 + MnO (OH )8、银锌电池:(负极——Zn ,正极--Ag 2O,电解液NaOH )负极:Zn+2OH -–2e -== ZnO+H 2O (氧化反应) 正极 :Ag 2O + H 2O + 2e -== 2Ag + 2OH - (还原反应)总反应化学方程式: Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:(负极--Al ,正极--Mg ,电解液KOH )负极(Al): 2Al + 8OH -+6e - = 2AlO 2-+4H 2O (氧化反应) 正极(Mg ): 6H 2O + 6e - = 3H 2↑+6OH –总反应化学方程式: 2Al + 2OH - + 2H 2O = 2AlO 2-+ 3H 2↑10、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl 4-SOCl 2)负极 :8Li -8e -=8 Li + 正极 :3SOCl 2+8e -=SO 32-+2S +6Cl -总反应化学方程式 8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 6LiCl + 2S1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极-PbO 2 电解液- 稀硫酸)放电时:负极: Pb -2e -+SO 42-==PbSO 4 正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-==PbSO 4+2H 2O总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4==2PbSO 4+2H 2O2、镍镉电池(负极--Cd 、正极-NiOOH 、电解液: KOH 溶液)放电时 负极: Cd -2e — + 2 OH – == Cd(OH)2 正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni (OH)2+ 2OH –总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd (OH )2 + 2Ni (OH )23、铁-—镍电池:(负极—— Fe 、正极-NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)Ni (OH )2+Cd (OH)2放电时负极:Fe-2e-+ 2 OH–== Fe (OH)2(氧化反应)正极:NiO2+ 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH–(还原反应)充电时阴极:Fe (OH)2+ 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应)阳极:Ni(OH)2-2e—+ 2 OH–== NiO 2+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O === Fe (OH)2+ Ni(OH)24、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质)放电时负极: Li -e—==Li +(氧化反应)正极:FePO4+ Li++ e—== LiFePO4(还原反应)充电时阴极:Li++ e—== Li (还原反应)阳极:LiFePO4-e—== FePO4+ Li+(氧化反应)总化学方程式FePO4 + Li====== LiFePO45、氢——镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时负极:LaNi5H 6-6e-+ 6OH–== LaNi5+ 6H2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2+ 6OH–(还原反应)充电时阴极:LaNi5+6e-+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH–(还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2-6e-+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式LaNi5H 6+ 6NiOOH LaNi5+ 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn、正极—-—石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时负极:3Zn -6e—+ 6 OH–== 3 Zn(OH)2(氧化反应)正极:2FeO42-+6e-+ 8H2O ==2 Fe (OH)3+ 10OH—(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2 +6e—==3Zn + 6 OH–(还原反应)阳极:2Fe(OH)3-6e—+ 10OH–==2FeO42-+ 8H2O (氧化反应)总化学方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极:LiC6–xe-=Li(1—x)C6+ x Li+(氧化反应)正极: Li(1-x)CoO2+ xe-+ x Li+== LiCoO2(还原反应)充电时阴极: Li(1-x)C6+ x Li++ xe—=LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2–xe—=Li(1-x)CoO2+ x Li+(氧化反应)总反应方程式Li(1—x)CoO2+ LiC6LiCoO2+ Li(1—x)C6燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。
原电池书写方法
原电池书写方法
原电池的书写方法可以根据不同的情况采用不同的方式。
以下是一些常见的原电池书写方法:
1. 根据氧化还原反应的原理书写:在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
因此,可以根据氧化还原反应的原理写出电极反应式。
具体步骤如下:
(1)写出氧化还原反应的总化学方程式。
(2)将反应式拆分为两个半反应:负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
(3)根据反应的电子转移数目写出电极反应式。
2. 根据实验现象书写:有时可以根据实验现象来写出电极反应式。
例如,当铜、锌、稀硫酸组成的原电池中,负极材料锌失去电子,产生氢气,正极材料铜得到电子,产生氢气。
因此,可以根据实验现象写出电极反应式。
3. 根据电池类型书写:不同类型的原电池有不同的电极反应式书写方法。
例如,酸性条件下甲烷燃料电池的负极反应式为CH48e + 2H2O = CO2 +
8H+;碱性条件下甲烷燃料电池的负极反应式为CH48e + 10OH = CO32 + 7H2O。
总之,书写原电池的电极反应式需要根据具体情况采用不同的方法。
如果遇到更复杂的情况,建议请教化学专业人士。
原电池中电极反应式的书写及电子式书写常见错误
原电池中电极反应式的书写及电子式书写常见错误一、原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是6 ,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且Q 生成0H-,若电解质溶液为酸性,则H•必须写入正极反应式中,0:生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若己知电池反应的总反应式,可先写岀较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,试写岀该电池的两极反应式。
解析:金属钳是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zf,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目己告诉H+参与作用。
正极上0:得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是0_、0茁等形式,而只能是产物水,体液内的H•得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn -4e = 2Zn2+正极:02 + 4H+ + 4e' = 2H:0。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
2、如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:s:- >SO32_>r>Br _>Cr>OH_>水电离的0戌>含氧酸根离子〉F:阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag* >Hg>>Fe3->Cu2+ > (酸电离出的H*) >Pb2+>Sn:*>Fe2+>Zn>> (水电离岀的H*) >Al5+>Mg2+> Na*>Ca2+>K*o (注:在水溶液中A广、Mg:\ Na\ Ca:\ K•这些活泼金属阳离子不被还原, 这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。
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原电池中电极反应式的书写及电子式书写常见错误一、原电池中电极反应式的书写1 、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt 和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 进行工作,试写出该电池的两极反应式。
解析:金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是产物水,体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn -4e-= 2Zn2+正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag 以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
2、如果阳极是惰性电极(Pt 、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。
阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
(注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。
例2、写出用石墨作电极,电解饱和食盐水的电极反应式。
解析:由于电极材料为石墨,是惰性电极,不参与电极反应,则电极反应式的书写只考虑溶液中的离子放电顺序即可。
移向阳极的阴离子有Cl-和水电离出的OH-,但在阳极上放电的是Cl-;移向阴极的阳离子有Na+和水电离出的H+,但在阴极上放电的是H+。
所以上述电解池的电极反应为:阳极:2Cl--2e-= Cl2↑阴极:2H++2e-= H2↑ 或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。
若将上述石墨电极改成铜作电极,试写出电解饱和食盐水的电极反应式。
解析:由于电极材料为Cu ,是活泼电极,铜参与阳极反应,溶液中的阴离子不能失电子,但阴极反应仍按溶液中的阳离子放电顺序书写。
该电解池的电极反应为:阳极:Cu -2e-= Cu2+阴极:2H++2e-= H2↑ 或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。
(注:阳极产生的Cu2+可与阴极产生的OH-结合成Cu(OH)2沉淀,不会有Cu2+得电子情况发生。
)三、可充电电池电极反应式的书写可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁,它也是电化学知识的重要知识点。
放电为原电池反应,充电为电解池反应。
原电池的负极反应与电解池的阴极反应,原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。
只要学生按前面方法能熟练书写放电(即原电池)的电极反应式,就能很快写出充电(即电解池)的电极反应式。
例 4 、铅蓄电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
试写出放电和充电时的电极反应式。
解析:因为放电为原电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。
Pb失电子发生负极反应,产生的Pb2+在H2SO4溶液中结合SO42-生成难溶于水的PbSO4,故其负极反应式为:Pb+SO42--2e-=PbSO4。
由电子守恒可知,其正极反应式为总式减去负极反应式:PbO2+ SO42-+4H++2e-= PbSO4+2H2O。
充电为电解池反应,其电极反应式书写是这样的,阴极反应式为原电池负极反应式的逆反应,即PbSO4+2e-=Pb+SO42-;阳极反应式为原电池正极反应式的逆反应,即PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+ SO42-+4H+。
四、特殊情况电极反应式的书写在书写电极反应式时,一定要注意一些特殊情况。
1 、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变,有时可导致离子放电顺序的改变。
例5 、在给某镀件镀锌时,电镀液是饱和ZnCl2溶液,试写出该电镀池的电极反应式。
解析:在饱和ZnCl2溶液中,Zn2+的浓度远大于水电离出来的H+的浓度,所以阴极应是Zn2+放电,而不是H+放电。
其电极反应式为:阳极:Zn-2e-= Zn2+;阴极:Zn2++2e-= Zn。
2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中,一般较活泼金属作负极,但当电解质溶液发生改变时,较活泼金属就不一定作负极了。
例6 、将铜片和铝片用导线相连,分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3中,写出两池的电极反应式。
解析:在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中,较活泼的铝被氧化作负极,铜作正极。
其电极反应为:负极(Al ):2Al-6e-=2Al3+;正极(Cu ):6H++6e-= 3H2↑。
在浓HNO3 作电解质溶液的原电池中,因为Al在浓HNO3中钝化,较不活泼的铜作负极,其电极反应为:负极(Cu):Cu-2e-= Cu2+;正极(Al):2NO3-+4H++2e-=2 NO2↑+2H2O。
但随着反应的进行,浓HNO3逐渐变稀,正极电极反应又有:NO3-+4H++3e-= NO↑+2H2O。
3 、注意电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性,虽不会改变电池的正负极,但却改变了电极反应。
例7 、若将例2中的电解质KOH溶液改为稀硫酸,其它条件不变,试写出该电池两极的电极反应式。
解析:该题虽只改变了电解质溶液的酸碱性,但总反应式与例2不相同了,其总反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O。
这样,在正极上O2得电子生成的O2-会与稀硫酸中的H+结合生成水,而不再生成OH-(OH-能与H+继续反应生成水)。
正极反应式为:2O2+8H++8e- = 4H2O,负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得:CH4+2H2O-8e-= CO2+8H+。
纠正化学电子式书写常见错误的措施物质的电子式可体现其构成元素之间的结合方式,也决定着该物质的化学性质;对于简单微粒还可以通过电子式推导其空间结构。
因此电子式是近几年高考的考查热点之一。
但由于高中教材中未涉及电子亚层、分子轨道等理论知识,学生难以较系统理解微粒最外层电子的排布,而只能靠记忆、知识积累来处理这一类问题,错误率较高,如将氧原子的电子式写成(正确应为)。
典型错误归纳有以下两类:一、无法正确排列微粒中原子或离子的顺序。
例如HClO的电子式写成:;MgCl2的电子式写成:。
二、不能正确表达共价键的数目。
例如混淆O2和H2O2中氧原子间的共用电子对数目。
针对以上问题,笔者总结了三种书写短周期元素形成的微粒的电子式的小技巧,供大家参考。
一:“异性相吸、电荷交叉”让原(离)子快乐排队。
“异性相吸、电荷交叉”是指在书写电子式时让微粒中带(部分)正电荷的离(原)子与带负电荷的离(原)子交错排列。
如次氯酸的分子式常被约定俗成为HClO,但根据H、Cl、O个三原子的氧化性(或电负性)差异可知该分子中H、Cl带部分正电荷,O带部分负电荷,因此HClO的电子式应为。
对于离子化合物Mg3N2,先可判断出式中Mg为+2价,N为-3价,根据“异性相吸、电荷交叉”的规律其电子式为这条规律几乎适用于所有的离子化合物,运用时要求大家首先能正确判断化学式含有的微粒种类和它们所带的电荷的正负。
如MgCl2由Mg2+和Cl-以1:2的比例构成,Na2O2由Na+和O22-以2:1的比例构成。
而对于共价微粒、只有少数氧化性(电负性)相差很小的非金属原子形成的共价体有例外,例如HCN(其中C为+4价、N为-3价,电子式为)。
高中阶段涉及的常见共价微粒(由短周期元素原子形成的共价微粒)的电子式基本都可以采用该规律来解决。
二、“电子分配求差量”揭开共用电子对数目的面纱。
该方法的理论依据来源于配位化学中的“18电子规则”。
虽然该方法仅适用于计算共用键的数目,对配位键则爱莫能助。
但在高中阶段要求掌握的配位化合物较少,典型代表为Fe(SCN)3、[Ag(NH3)2]OH、。
该方法在高中阶段应用较广。
具体算法以例说明:1、CO2根据“异性相吸、电荷交叉”的规律其原子排列顺序为OCO,其中O原子的最外层有6个电子,要达到8电子稳定结构还需2个电子,则O、C原子之间需共用两对电子对,此时C原子的最外层电子已全部被共用,因此CO2电子式为:2、N2和Na2O2N2:每个N原子的最外层有5个电子,还需两个电子达到8电子的稳定结构,因此N、N之间共用两对电子对,其电子式为Na2O2:Na2O2为离子化合物,O22-得到了两个来自Na的电子,则其最外层共计有14个电子(2×6+2),这样平均每个O原子的最外层有7个电子,要达到8电子稳定结构还需1个电子,因此O22-中有一对共用电子对,则Na2O2的电子式为:此方法对于短周期元素的原子形成的共价微粒中共价键数目的计算很有效,但O2除外。
三、“等电子体”带动“家族”亮起来。
在2004年江苏省高考试题化学卷中给出了“等电子体”的概念并有以下引申(第二卷第22题):由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。
根据此定义我们可以从一种微粒的电子式推导出上述概念范围内的等电子体的电子式。
如:掌握了微粒电子式的写法,就可以快速书写该微粒的结构式,也可以用电子式来表示微粒的形成过程。
对于简单短周期元素的原子形成的微粒还可以依据其电子式推导其空间结构,如中B原子上无孤对电子,此分子应为平面型,而3个F原子的的相互作用力相同,因此BF3的空间结构为平面正三角形。
中N原子上有一对孤对电子,相当与在已形成的平面正三角形上方增加了一对孤对电子。
它对N、H键的共用电子对有排斥作用,因而该分子应为立体型,而N原子连接3个原子且相同,因此NH3的空间结构为三角锥型。