化学电池电极反应式书写方法探索
电化学中电极反应式的书写技巧
电化学中电极反应式的书写技巧电化学中电极反应式的书写技巧电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考的热点题型之一,其中,燃料电池电极反应式以及可充电电池电极反应式的书写又是电极反应式书写中的难点。
下面笔者就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳,旨在“抛砖引玉”。
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。
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 。
例2、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-。
电池电极反应式或总反应式的书写
电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2)负极:4Al-12e-===4Al3+;正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。
2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液)负极:2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。
试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-===4Li+;正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。
4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液)已知Fe+NiO2+2H2O 放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li 放电充电LiFePO4,则负极:Li-e-===Li+;正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
阴极:Li++e-===Li;阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O 放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;正极:2FeO2-4+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
化学电池电极反应式书写难点突破
化学电池电极反应式书写难点突破广州六中陈少华一、理解对电极反应式书写的要求1.从教材中获得的信息《化学反应原理》(选修4)71页,通过分析电极反应来说明原电池的工作原理。
73页习题2、6要求设计原电池,书写电极反应式。
教材中75至77页,通过分析电极反应来介绍常见的化学电源的反应原理,让学生在必修2《发展中的化学电源》的基础上得以拓宽和加深。
78页习题4,明确要求写出铅蓄电池在放电、充电时两极反应的化学方程式及总反应的化学方程式。
同样在《金属的电化学腐蚀与防护》中85页、87页习题1、2,钢铁的电化学腐蚀的电极反应也作了明确的要求。
2.从省考试说明中获得的信息08年广东省考试说明中的要求:“了解原电池和电解池的工作原理,能写书电极反应和电池反应方程式。
了解常见化学电源的种类及其工作原理。
”“理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
”3.从高考题中获得的信息(08广东)T5.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为:Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A. ①②B.②③C.②④D.③④T16.LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。
电池反应为:FePO4+Li 放电LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是A.可加入硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部Li+向负极移动.C.充电过程中,电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-=LiFePO4(08江苏)T5.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
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原电池反应是在两极上分别发生氧化反应和还原反应,负极上的反应是活动性较强的金属电极被氧化或还原性较强的物质发生氧化反应,正极上的反应是氧化性较强的物质发生得到电子的还原反应。
初学原电池,总感到其电极反应很难写,原电池电极反应与一般的氧化还原反应的书写不一样,有它自身的书写方法和技巧。
但只要掌握规律,加强练习,还是可以写会的。
下面谈谈我书写原电池电极反应的一些体会: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。
例如,铅蓄电池的总反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,已知负极反应为:Pb+ SO42—-2e—=PbSO4,则正极反应为:。
[分析] 由于电极反应一般写离子方程式,先将电池的总反应改写成离子方程式:Pb+PbO2+4H++2SO42—=2PbSO4+2H2O,由总反应减负极半反应可得:Pb+PbO2+4H++2SO42—-(Pb+ SO42—-2e—)=2PbSO4+2H2O-PbSO4,整理可得正极半反应为: PbO2+4H++SO42—+2e—=PbSO4+2H2O。
若知道电池总反应:氧化剂+还原剂+(某介质)==还原产物+氧化产物+(另一介质)根据总反应找出氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物,电极反应的总模式是:负极:还原剂-ne—=氧化产物正极:氧化剂+ne—=还原产物其他参与反应的介质分子或离子,根据配平需要,添加在半反应的反应物或生成物中。
2.若电极反应产物是难溶性碱或盐时,负极上一般有阴离子参与反应,若为可逆电池,则正极上有同样的阴离子生成,电解液的浓度基本不变。
阳离子一般参与正极反应。
参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。
例如,镍-镉蓄电池的总反应为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,要书写电极反应式,首先,应判断电解液类型,由产物可知,电解液一定为碱液,镉被氧化成Cd(OH)2,所以,负极有OH—参加反应。
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。
原电池电极反应式的书写技巧(精)
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 M M n+ + ne-)正极:得电子 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 → Mg+2e正极:2H +2e → H2↑总反应式:Mg+2H=Mg+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:6H 2O+6e→ 3H2↑+6OH-3+3+-注意:Al-3e =Al,此时Al 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H 2SO 4、HNO 3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。
电极反应式的书写方法
电解池的设计
电解池的组成
电解池由电源、电极、电解质溶 液和外电路组成,电极材料和电 解质溶液的选择对电解效果有重
要影响。
书写电极反应式
根据电解原理,确定阴阳极的氧化 还原物质,写出电极反应式,并注 意电子转移数和电荷守恒。
判断阴阳极
根据电解原理中氧化还原反应的方 向,判断阴阳极,阳极发生氧化反 应,阴极发生还原反应。
利用总反应式书写电极反应式
总结词
根据总反应式中各物质在电极上的转化关系,写总反应式中各物质在电极上的转化关系,写出相应的电极反应式。例如, 在碱性条件下,氢气和氧气发生电化学反应生成水,总反应式为:2H2 + O2 + 4OH- → 4H2O,根据转 化关系可以写出阳极反应式:4OH- - 4e- → 2H2O + O2。
利用离子方程式书写电极反应式
总结词
将离子方程式中的离子转化为相应的电极反应式。
详细描述
在书写电极反应式时,可以根据离子方程式的书写规则,将离子方程式中的离子转化为 相应的电极反应式。例如,在酸性条件下,铁离子和氢氧根离子发生电化学反应生成亚 铁离子和水,离子方程式为:Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3,可以写出相应的电极反应式:
总反应式为
03
$2NaCl + 2H_{2}O = 2NaOH + Cl_{2} uparrow + H_{2}
uparrow$。
氢氧燃料电池
01
正极发生还原反应,电极反应式为
$O_{2} + 4e^{-} + 4H^{+} = 2H_{2}O$。
02
负极发生氧化反应,电极反应式为
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
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。
电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧(1)看图书写题型给出原电池、电解池的装置图,图中标明了电极材料和电解质溶液,要求写出电极反应方程式或电池总反应方程式或作出其他的回答。
例1 将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线连接成原电池,写出此原电池工作时的电极反应方程式。
思路①根据电极材料、电极上通入的物质和电解质溶液,判断谁能自发地发生氧化还原反应形成原电池。
②据发生的化学反应找出化合价升降的物质,失电子的物质应在负极反应,得电子的物质应在正极发生反应。
③据发生的氧化还原反应的反应物和产物书写电极反应方程式:负极:Al失去电子成为Al3+后,电解质溶液中大量的OH-与Al3+反应:2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O正极:溶液中水电离出的H+得到电子生成H2:6H2O+6e-=3H2+6OH-两电极反应的左右两边分别相加,将OH-还原为NaOH,其总反应方程式为:2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑例2 写出右装置中的电极反应方程式和总的电池反应方程式思路①有外加电源,该装置一定是电极装置,据电源或其他信息准确判断出电解装置的阴阳极:Cu是阴极,石墨是阳极。
②在阴极发生反应的应是溶液中的阳离子,在阳极反应的应是除惰性电极外的金属单质和溶液中的阴离子,所以,当阳极材料不参加电极反应时,应找出溶液中的所有阴离子和所有阳离子:阳离子:Cu2+ H+;阴离子:OH- SO42-(阳极材料石墨是惰性电极)③比较微粒在阴阳极的放电顺序:阳离子的顺序:Cu2+>H+;阴离子的放电顺序:OH->SO42-④放电能力强的微粒先发生电极反应,可书写电极反应方程式:阳极:4OH--4e-=O2+2H2O 阴极:2Cu2++4e-=2Cu⑤将电极反应中的离子还原为原来的物质:OH-还原为原来的水,Cu2+还原为原来的CuSO4,4H2O-4e-=O2+2H2O+4H++) 2CuSO4+4e-=2Cu+2SO42-2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑规律电极反应:发生氧化(还原反应)的微粒-(+)ne-+电解质溶液参加反应的微粒=生成物新微粒。
电化学中电极反应式的书写技巧
技法点拨电化学中电极反应式的书写技巧■付延芳高考试题年年新,但在新情境中却会发现有些内容是惊人的相似,抓住这些核心主干知识的考查规律是高考获取高分的秘籍,但是对高考数据分析却发现,学生丢分点拉开差距的并不是那些偏难的内容,恰恰是这些中等难度高频出现的知识点,例如氧化还原反应规律的考查。
探索那些大家必须掌握的高频率高考热点,大道至简,有好的思维模式和突破思路,将大大降低这些考点的难度,提高正确率,今天我们通过氧化还原反应的电化学中电极反应式的书写规律来管中窥豹,旨在“抛砖引玉”。
还原产物CH 4两个半反应:失电子得电子CH -4-8e -+10OH -=CO 2-3+7H 2O2O 2+4H 2O+8e -=8OH --++首先,电化学中电极反应式的书写和氧化还原离子方程式的书写规律是一致的,遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
它是一个完整的氧化还原反应同时在两极发生完成的,可以按照上图思维框架来着笔半反应方程式的书写。
同时在书写半反应时要考虑介质环境,这是在配平半反应时所必需的。
一般而言,根据酸性或碱性环境水溶液的判断,要H 2O/OH-或者H 2O/H +来调配才能满足电子、原子和电荷三大守恒关系;根据熔融盐或熔融氧化物等电解质环境,可以用熔融盐或熔融氧化物中的离子等来配平,如Li+、CO 32-、O 2-等。
下面将在规律总结的同时加以说明。
一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质(氧化剂和还原剂),并标出相同数目电子的得失。
然后在主要参与物质氧化剂和还原剂以及得失电子的基础上,通过观察来增加其他物质或离子来配平。
分析历年高考题阅卷统计数据不难发现,细节决定成败,学生丢分点往往是在不起眼的符号“+”和“-”上,其实我认为这恰恰是老师的疏忽所在,如果让学生死记“+”和“-”,肯定要颠三倒四,但是如果讲讲中国汉字的学问,讲讲符号无非是为了理解的方便,从字面上就不难理解“-”为失,“+”为得,那么在书写时准确率就会达到100%,通过这个简单的符号“+”和“-”在高考中得分率并不高,我们就更应该通过推理而不是记忆来学好化学。
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧李有恒(滕州一中山东滕州 277500)摘要:电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
关键词:电极反应式;总反应方程式电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
根据自己的教学心得,把有关电极反应式和总反应方程式的书写技巧总结如下。
1化学电源电极反应式和总反应方程式的书写化学电源的本质是自发进行的氧化还原反应,依据氧化剂、还原剂的来源不同,把化学电源电极反应式和总反应方程式的书写分为以下四种情况:1.1物质与电解质溶液间的氧化还原反应特征:电解质溶液做氧化剂,物质做还原剂(物质可以是负极材料或在负极区加入的具有还原性的物质)。
书写步骤:⑴写出物质与电解质溶液(足量)间的化学反应方程式,此式即是电池反应的总反应方程式,把总反应方程式改写为离子反应方程式。
⑵写出负极的电极反应式,一般为金属单质,M-ne-===M n+,考虑M n+在电解质溶液中的稳定存在形式,若稳定此式即为负极的电极反应式,若不稳定写出相应的离子反应方程式,将两式叠加得负极的电极反应式;其它还原性物质依据具体环境写出相应的负极电极反应式。
⑶用总反应的离子方程式减去负极的电极反应式消去还原剂,得正极的电极反应式。
例1设计如图所示的原电池,试写出电极反应式和总反应方程式。
解析:此电池负极材料做还原剂,电解质溶液做氧化剂,依据书写步骤可得:总反应方程式:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑总反应离子方程式:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑①Al-3e-===Al3+②Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-③②+③,得负极:Al-3e-+4OH-=== [Al(OH)4]-④①—④×2,得正极:6H2O+6e-===6OH-+3H2↑1.2两极材料间的氧化还原反应特征:负极材料(一般为金属单质)做还原剂,正极材料(一般为金属氧化物)做氧化剂。
电池中电极反应式的书写策略探究
20242到属于消去反应.(2)B 反应生成C 属于氧化反应,其方程式为2C H 2C H 2O H +O 2C u әң2C H 2C HO+2H 2O.(3)G 结构简式为N H 2S H,由F 的结构简式可知其最多有18个原子共平面.(4)由E 的结构简式知,其含有的官能团为碳碳双键㊁羧基;根据限定条件 是有2个取代基的芳香族化合物 可知1个苯环上有2个取代基;根据 能水解,水解产物遇到F e C l 3溶液显紫色可知含有酯基,且为p h O C O 基团(或OO C);根据 核磁共振氢谱显示苯环上有4种化学环境的氢 可知E的同分异构体有C H C H 2 OO C H和C H C H 2OOC H 2种.(5)可以先比较苯㊁乙酸与乙酰苯胺的异同点,然后根据流程图中信息可知:先将苯制成苯胺㊁乙酸制成乙酰氯,然后让二者发生取代反应便可制备乙酰苯胺具体路线如图所示图2在确定解题的基本推断方法后,要选好有机推断的突破角度,引导学生善于从不饱和度角度去猜测可能的结构或反应类型;要善于从特殊反应条件角度去分析物质结构或反应类型,如 B r 2/C C l 4是碳碳双键或碳碳三键的加成反应条件, 碱的醇溶液及共热 是氯代烃发生消去反应的条件, C u /O 2及加热 是醇发生催化氧化的条件, 银氨溶液(或C u (O H )2)则是醛的氧化反应条件等;要善于从题目中的 已知 提示信息进行推断,找到类似反应在框图中的位置,从而推断出相关物质及相关反应.(作者单位:甘肃省张掖市民乐县第一中学)Җ㊀甘肃㊀郭润强㊀㊀电化学是高中阶段化学学科的重要组成部分,是学生学习的难点,也是每年高考的必考内容.因此,在教学过程中教师要重视对电化学知识的讲解并及时巩固复习,帮助学生形成完整的知识体系.笔者在教学实践中发现,电极反应式的书写是学生学习电化学的 拦路虎 ,也是高考化学中的失分点.基于此,本文对原电池和电解池中电极反应式的书写策略进行探究,总结归纳了书写规律和方法,以期将 失分点 转变为 得分点 .1㊀原电池中电极反应式的书写1 1㊀一般原电池中电极反应式的书写在书写一般原电池的电极反应式时,要遵循一定的书写原则.原电池中的电解质溶液不同,含有的离子也不同,可能会与电极发生反应,所以在书写电极反应式时就要把发生的反应写进去,同时电极反应式的书写也要遵循共存原则.当电解质溶液呈中性,电极中发生的反应是吸氧腐蚀时,则电极反应式中的生成物一定是碱.在书写电极反应式时,学生还要考虑电解质溶液电离出的离子,写反应式时有时要加入H 2O ㊁O H -或H +等进行配平.例1㊀L i GS O C l 2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是L i A l C l 4GS O C l 2,电池的总反应式可表示为4L i +2S O C l 2=4L i C l +S +S O 2ʏ.请回答下列问题.(1)电池的负极材料为,发生的电极反应为.(2)电池正极发生的反应为.分析反应前后元素的化合价变化,可知L i 失电子,被氧化,为还原剂,是负极材料,电极反应式为4L i -4e -=4L i +;S O C l 2得电子,在正极被还原,为氧化剂,正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到:2S O C l 2+4e -=4C l -+S +S O 2ʏ.1 2㊀典型原电池中电极反应式的书写常见的典型原电池包括一次电池和二次电池,一次电池又包括锌锰干电池㊁碱性锌锰电池㊁锌银电池65等,书写电极反应式时要先确定两极,从题干中找出发生反应的物质;然后依据电子得失守恒标出电子的转移方向和数目,确定两个电极的产物;再者,依据电解质溶液和守恒定律(质量守恒㊁电荷守恒和电子守恒),通过添加H 2O ㊁O H -或H +来配平电极反应式;最后,将两个电极反应式相加得到总反应式,有时也由总反应式和一电极的反应式相减得到另一电极的反应式.二次电池是可充电电池,放电时是化学能转化为电能的原电池,充电时是电能转化为化学能的电解池,判断电极时可依据 负接负后作阴极,正接正后作阳极 .例2㊀银锌纽扣电池结构如图1所示,其电池的总反应式为Z n +A g 2O+H 2O=Z n (O H )2+2A g .下列说法错误的是(㊀㊀).图1A.锌作负极B .正极发生还原反应C .电池工作时,电流从A g 2O 经导线流向Zn D.负极的电极反应式为Z n -2e -=Z n 2+本题联系了生活中常见的纽扣电池,是化学学科核心素养的体现.Z n 失电子发生氧化反应作负极,选项A 说法正确.正极上A g 2O 得电子发生还原反应,选项B 说法正确.原电池中电流从正极沿导线流向负极,该原电池中Z n 是负极㊁A g 2O 是正极,所以放电时电流从A g 2O 经导线流向Zn ,选项C 说法正确.碱性条件下锌离子生成Z n (O H )2,所以负极反应式为Z n +2O H --2e -=Z n (O H )2,选项D 说法错误.答案为D.2㊀电解池中电极反应式的书写有外接电源的电池是电解池,为了正确书写电解池中的电极反应式,学生需准确判断出阴极和阳极,通常有4种判断方法.1)题干中明确给出外接电源的正㊁负极时,与正极相连的是阳极,与负极相连的是阴极.2)图示中标出电子或电流的方向时,电子流出的是阴极,电子流入的是阳极,电流与之相反.3)给出电解质溶液中离子移动方向时,阳极吸引阴离子,阴极吸引阳离子.4)依据两极发生的反应进行判断,阳极发生的是氧化反应,阴极发生的是还原反应.在判断出阴㊁阳极后,再依据如下步骤书写出电极反应式:首先,电源开启前把涉及的所有离子分为阴离子和阳离子;其次,根据阴㊁阳极类型判断电极类型,根据阴㊁阳极判断离子移动方向,根据所给离子性质判断它们的放电(失电子)能力,再根据放电能力书写电极反应式.同样,电解池的电极反应式也遵循守恒定律(质量守恒㊁电荷守恒和电子守恒)㊀㊀图2例3㊀用如图2所示装置除去含C N -㊁C l-废水中的C N -时,控制溶液pH 为9~10,阳极产生的C l O -将C N -氧化为2种无污染的气体,下列说法正确的是(㊀㊀).A.阴极的电极反应式为C l -+2O H --2e -=C l O -+H 2OB .c 电极的电极反应式为2C N -+12O H --10e -=N 2ʏ+2C O 2-3+6H 2O C .电解时使用锂钒氧化物二次电池(V 2O 5+x L i 放电充电L i x V 2O 5)作电源,电池充电时a 电极的电极反应式为L i x V 2O 5-x e -=V 2O 5+x L i +D.除去C N -的反应:2C N -+5C l O -+2H +=N 2ʏ+2C O 2ʏ+5C l -+H 2O 该电解装置的阳极是惰性电极,生成H 2的d 电极是阴极.碱性条件下,阴极上水得电子生成H 2和O H -,电极反应式为2H 2O+2e -=H 2ʏ+2O H -,选项A 错误;c 电极是阳极,碱性条件下,阳极上C l -失电子生成C l O -和H 2O ,电极反应式为C l -+2O H --2e -=C l O -+H 2O ,选项B 错误;电解时a 极为电源的正极,充电时a 极为阳极,发生氧化反应,电极反应式为L i x V 2O 5-x e -=V 2O 5+x L i +,选项C 正确;阳极产生的C l O -将C N -氧化为无污染的C O 2和N 2,该反应在碱性条件下进行,故不可能存在大量H +,选项D 错误.答案为C .由上述分析可知,准确判断原电池和电解池的正负极和阴阳极是书写电极反应式的前提和基础,然后依据氧化还原反应规律初步书写出较简单一极的电极反应式,根据守恒定律完善反应式,最后书写另一极的反应式和总反应式.总之,在平时的教学过程中,教师要引导学生明晰书写要点和步骤,厘清解题思路,准确写出电极反应式.(作者单位:甘肃省甘谷县第二中学)75。
电极反应式的书写
电极反应式的书写南昌市湾里一中盛雪珍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、M n O2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 M n O2=2NH3+H2O+Mn2O3 (得电子,电荷平衡)总:Zn+2 NH4++2 M n O2= 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。
原电池和电解池的电极反应式写法
原电池和电解池的电极反应式写法1.原电池这种电池往往是以我们学过的一些基础的氧化还原反应为基础。
一般情况下,负极往往是活泼金属,如Mg、Al、Fe等,则负极反应一般由负极金属失去电子变成金属阳离子。
如Mg-2e-=Mg2+,Cu-2e-=Cu2+,Fe-2e-=Fe2+,注意不能写成Fe-3e-=Fe3+。
Al失电子后变为Al3+,但碱性介质中,Al3+将继续和OH-反应,电极反应式中要注意写上该反应。
如Mg-Al-NaOH溶液构成的电池,负极反应式应写成Al-3e-+4OH-=AlO2—+2H2O。
大概的分工就是,原电池本质是一个自发的氧化还原反应,在组成构形图时,每个部分都有分工,负责反应的一般是负极材料和溶液中的离子,导线负责传递负极流出来的电子,引导电子流向正极表面,然后正极表面的电子吸引溶液中离子(一般是溶液中的阳离子),使其在正极表面得到电子,形成一个完整的闭合回路。
正极反应有以下几种情况:(1)电解质溶液是不活泼金属的盐溶液,此时正极反应一般为溶液中的不活泼金属阳离子(如Ag+、Cu2+、Hg2+)得到电子生成相应的金属单质。
(2)电解质溶液中含强氧化性金属阳离子如Fe3+,此时正极反应一般是Fe3++e-=Fe2+,不能写为Fe3++3e-=Fe。
(3)电解质是非氧化性酸如稀盐酸、稀硫酸,此时正极反应为2H++2e-=H2↑。
(4)电解质是活泼金属的盐溶液,如NaCl、K2SO4、NaNO3等,此时应由溶液中的O2得电子,而不是水中的H+得电子。
在原电池中,水中的H+很少得电子。
(5)电解质是氧化性酸如浓、稀硝酸。
此时,若是稀硝酸,正极反应为NO3—+3e-+4H+=NO ↑+2H2O;若是浓硝酸,正极反应为NO3—+e-+2H+=NO2↑+H2O。
(书写时,得电子数目=化合价降低的值×原子个数;抓住O守恒,多余的O结合H+变成水)2. 燃料电池燃料电池本质依然是个原电池,负极是燃料,正极一般是氧气或者空气。
电极反应式的书写方法总结
电极反应式的书写方法总结
电极反应式是指在电化学反应中,电子从一个物质转移到另一个物质的过程。
电极反应式的书写方法主要分为两种:标准氢电极法和氧化还原电位法。
1. 标准氢电极法
标准氢电极法是以氢气为参照物,将其作为电极,测量其他物质的电位差。
其电极反应式可以表示为:
H2(g)+ 2e- →2H+(aq)
其中H2(g)为氢气,2e- 为两个电子,2H+(aq)为两个氢离子。
以铜离子(Cu2+)为例,其电极反应式可以表示为:
Cu2+(aq)+ 2e- →Cu(s)
其中Cu2+(aq)为铜离子,2e-为两个电子,Cu(s)为纯铜。
2. 氧化还原电位法
氧化还原电位法是通过测量物质在溶液中的电位差来确定电极反应式。
其电极反应式可以表示为:
Ox + ne- →Red
其中Ox为氧化物质,ne-为电子,Red为还原物质。
以铁离子(Fe2+)和铜离子(Cu2+)为例,其电极反应式分别为:
Fe2+(aq)+ 2e- →Fe(s)(还原反应)
Cu2+(aq)+ 2e- →Cu(s)(氧化反应)
这些反应可以被组合成一个电池反应式,例如:
Cu(s)| Cu2+(aq)|| Fe2+(aq)| Fe(s)。
高中常见的电池的电极反应式的书写
电池电极反应式的书写书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极: (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀)2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极: (还原反应)化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2(吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)3、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极: (氧化反应)正极:(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + 2MnOOH酸性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液NH4Cl 、MnO2的糊状物)负极: (氧化反应)正极:(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2NH4+== Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O4、银锌纽扣电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极: (氧化反应)正极: (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag5、Mg–AgCl–海水电池 Mg–H2O2酸性–海水电池负极: (氧化反应) 负极: (氧化反应)正极:(还原反应) 正极:(还原反应)总反应式为: Mg+2AgCl==MgCl2+2Ag 总反应式为:6、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): (氧化反应)正极(Mg):(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H27、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极:(还原反应)化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 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—PbO2 电解液—浓硫酸)放电时负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极: (还原反应)充电时阴极:(还原反应)阳极: (氧化反应) 总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极: (还原反应) 充电时阴极: (还原反应) 阳极: (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O 放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、锂离子电池(正极—LiFePO4,负极—石墨烯,含Li+导电固体为电解质)放电时负极: (氧化反应) 正极: (还原反应) 充电时:阴极: (还原反应) 阳极: (氧化反应)总化学方程式 Li(1-x)FePO4 + Li x C6放电 LiFePO4 + 6C4、钠—二氧化碳电池(负极—钠、正极—碳纳米管、电解质为非水溶液)放电时负极:(氧化反应)正极: (还原反应)充电时阴极:(还原反应)阳极: (氧化反应) 总化学方程式 4Na+3CO2放电2Na2CO3+ C5、氢--镍(NiMH)电池:总化学方程式 MH+ NiOOH 放电M+ Ni(OH)2(M表示储氢金属或合金,金属化合价均为0)放电时负极: (氧化反应)正极:(还原反应)充电时阴极: (还原反应)阳极: (氧化反应)6、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:(氧化反应)正极:(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH– (还原反应)阳极: (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂离子电池(负极石墨烯、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、)总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + Li x C 放电LiCoO2 + C放电时负极: (氧化反应)(C的化合价不变的)正极: (还原反应)充电时阴极: (还原反应)阳极: (氧化反应)燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,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。