电极反应式的书写原则
高中化学之原电池电极反应式的书写
高中化学之原电池电极反应式的书写一、首先判断原电池的正负极(1)负极:一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,这时负极材料本身被氧化,其电极反应式有两种情况:①负极金属失去电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应式可表示为:M-ne-=Mn+;②负极金属失去电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应要将金属失去电子后的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起,如铅蓄电池的负极反应为:Pb + SO42--2e-=PbSO4。
还有一种情况是负极材料本身不反应,如燃料电池,在书写负极反应式时,要将燃料失电子的反应极其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如:H2-O2(KOH溶液)电池的负极反应为:H2 + 2OH--2e-=2H2O。
(2)正极:先判断在正极发生反应的物质,其电极反应式有两种情况:①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒;②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
后再根据具体情况写出正极反应式,在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题,若反应也要书写叠加后的反应式。
二、根据原电池反应书写电极反应式(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定正负极产物。
(2)利用电荷守恒分别写出电极反应式。
(3)验证:两个电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。
三、需要注意的问题(1)在正极上,若是电解质溶液中的某种离子被还原,无论该离子是强电解质提供的,还是弱电解质提供的,一律写成离子符号;而在原电池反应式中,要遵循离子方程式的书写规则,只有易溶的强电解质才用离子符号来表示。
(2)根据金属的活泼性判断原电池的正负极不是绝对的,还要看电解质溶液,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-=== 2Al 3+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↑+2H2O(3)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。
电池反应方程式的书写
电池反应方程式的书写电解过程中氢离子,氢氧根离子的放电电极反应书写水中氢离子,氢氧根离子的放电电极反应书写4OH——4e— =2H2O + O2↑或:4H2O—4e— = O2↑ + 4H+ + 2H2O4H+ + 4e— = 2H2↑或:4H2O + 4e— = 2H2↑+ 4OH—可能有水分子书写更科学。
但采取何种书写方式,由服从具体情况决定。
电池的电极反应方程式书写技巧(1)原则:A、两极得失电子数相等。
B、电极反应式中的气体用“↑”,总反应式:一般正负极反应式相加就能得到总反应式。
(电子要守恒)C、 1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-—4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-(2)燃料电池书写技巧:抓住氧气不放松A、电解质是KOH溶液(碱性电解质)正极:O2 + H2O + 4e- === 4OH—(还原反应)B、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应)C、电解质是NaCl溶液(中性电解质)正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—D、电解质是碳酸盐正极:O2 + 2CO 2 + 4e- === 2CO 32—E、电解质是熔融的氧化物正极:O2 + 4e- === 2O2—高中常见的原电池电极反应式的书写一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极: Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极: 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、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:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (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+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4-OH (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)32Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (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)负极: 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH(还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、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(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH6、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极 :Zn+2OH ––2e -== Zn(OH)2 (氧化反应)正极 :Ag 2O + H 2O + 2e -== 2Ag + 2 OH - (还原反应)化学方程式 Zn + Ag 2O + H 2O == Zn(OH)2 + 2Ag7、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)8、镁---铝电池 (负极--Al 、正极--Mg 电解液KOH )负极(Al): 2Al + 8 OH –- 6e- = 2AlO 2–+4H 2O (氧化反应)正极(Mg ): 6H 2O + 6e- = 3H 2↑+6OH – (还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH – + 2H 2O = 2AlO 2–+ 3H 29、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl 4 -SOCl 2)负极 :8Li -8e -=8 Li + (氧化反应)正极 :3SOCl 2+8e -=SO 32--+2S +6Cl - (还原反应)化学方程式 8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 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 2 电解液— 浓硫酸)放电时 负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4 (氧化反应)正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O (还原反应)充电时 阴极: PbSO 4 + 2e -== Pb+ SO 42- (还原反应)阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -== PbO 2 + 4H ++SO 42- (氧化反应)总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4放电2PbSO 4+2H 2O2、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: NiO 2 + 2H 2O + 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 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O放电 Fe (OH)2 + Ni(OH)2 3、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,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: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4 (还原反应)充电时: 阴极: Li + + e —== Li (还原反应)阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li + (氧化反应)总化学方程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 44、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Cd -2e —+ 2 OH – == Cd(OH)2 (氧化反应) 正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH – (还原反应)充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH– (还原反应) 充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH– (还原反应) 阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 放电LaNi 5 + 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:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O ==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 –==2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化,Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中,以LiC 6表示)放电时 负极: LiC 6 – xe - = Li (1-x)C 6 + x Li + (氧化反应)正极: Li (1-x)CoO 2 + xe - + x Li + == LiCoO 2 (还原反应)充电时 阴极: Li (1-x)C 6 + x Li + + xe - =LiC 6 (还原反应)阳极: LiCoO 2 – xe - = Li (1-x)CoO 2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6充电放电 LiCoO 2 + Li (1-x)C 6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H 2,正极通入 O 2,总反应为:2H 2 + O 2 === 2H 2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是KOH 溶液(碱性电解质)负极:2H 2 – 4e - + 4OH — === 4H 2O (氧化反应)正极:O 2 + H 2O + 4e - === 4OH —(还原反应)总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O2、电解质是H 2SO 4溶液(酸性电解质)负极:2H 2 –4e - === 4H + (氧化反应)正极:O 2 + 4H + + 4e - === 2H 2O (还原反应)总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O3、电解质是NaCl 溶液(中性电解质)负极:2H 2 – 4e - === 4H +(氧化反应)正极:O 2 + 2H 2O + 4e - === 4OH —总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O一、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH 溶液)正极:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH- (还原反应)负极:2CH3OH – 12e- + 16OH—=== 2CO32-+12H2O (氧化反应)总反应方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e-- + 12H+ == 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO2 (氧化反应)燃料电池原理基本相)总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O (氧化反应)三、CO燃料电池(总反应方程式均为: 2CO + O2 = 2CO2)1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极: O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-- (还原反应)负极: 2CO+2CO32-– 4e- ==4CO2 (氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O (还原反应)负极: 2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+ (氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH— (还原反应)负极: N2H4 + 4OH— -- 4e- == N2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式 N2H4 + O2=== N2 + 2H2O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: 2O2 + 2H2O + 8e- == 8 OH— (还原反应)负极: CH4 + 10OH—-- 8e- == CO32- + 7H2O (氧化反应)总反应方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O (还原反应)负极: CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2 (氧化反应)总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极: 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (还原反应)负极: C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O2、酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极: 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O (还原反应)负极: C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 5O2 + 20e- + 10H2O == 20OH— (还原反应)负极: C3H8 -- 20e-+ 26 OH—== 3CO32-+ 17H2O (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH === 3 K2CO3 + 7H2O七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极: 7O2 + 28e- + 14H2O == 28OH— (还原反应)负极: 2C2H6 -- 28e-+ 36 OH—== 4CO32-+ 24H2O (氧化反应)总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O。
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。
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
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
高一化学原电池电极反应式的书写
原电池中电极反响式的书写一、原电池中电极反响式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反响物质,并标出一样数目电子的得失。
2、注意负极反响生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
假设不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反响式;假设正极上的反响物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反响式中,且O2生成OH-,假设电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反响式中,O2生成水。
3、正负极反响式相加得到电池反响的总反响式。
假设电池反响的总反响式,可先写出较易书写的电极反响式,然后在电子守恒的根底上,总反响式减去较易写出的电极反响式,即得到较难写出的电极反响式。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体作为作为*种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进展工作,试写出该电池的两极反响式。
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,体液的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反响: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,该电池反响的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反响式。
解析:从总反响式看,O2得电子参与正极反响,在强碱性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反响式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反响式则可用总反响式减去正极反响式〔电子守恒〕得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
二、电解池中电极反响式的书写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。
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。
电极方程式
电极反应式的书写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、注意得失电子,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。
合并后的总方程式要符合客观事实,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。
电解质是拌湿的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。
电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧
关于电极方程式的书写技巧
1、首先,要理解电极方程式的内容,这是书写的基础。
电极方程式定义为:电解液中,用一只电极将另一只电极与溶液中的物质相连时,形成的方程式,是将所有参与电解的物质表示出来,它反映的是电解在物理学上的将要发生的反应。
2、书写电极方程式的时候,要注意确定每一方程的参与电解的物质,及它们的电荷数和活性度,并用正负号来标识它们的电荷数,用R表示活性度,此外,要规范的书写电子配位数,如一级负电极的电极方程式,书写为:
M + ne → M + (n-1) e + R
其中,M+表示一级阳离子,ne表示用n个电子将一级离子变成一级阴离子,M+(n-1)e表示一级阴离子,R表示活性度。
3、为求书写的简洁明了,可以将常用的离子电解的电极方程式记下来,以便重复使用,如:氯化钾溶液的电极方程式:
K + e → K + R
其中,K+表示二级阳离子,e表示一个电子,K+R表示二级阴离子,R表示活性度。
4、最后,在书写电极方程式的时候,要注意结构式的平衡性,确保各种参与电解的物质的数量在方程式中是平衡的。
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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。
电极反应式的书写
电极反应式的书写一、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 。
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,在强碱性溶液中,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。
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。
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。
电极反应式的书写及判断
电极反应式的书写及判断1.书写电极反应式的原则电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒,遵循离子方程式的书写规则,两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。
2.书写电极反应式的基本类型(1)类型一题目给定原电池的装置图,未给总反应式①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。
③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则,写出电极反应式。
(注意:电极产物能否与电解质溶液共存,如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2+,但Pb2+与硫酸溶液中的SO2-4不共存,因而负极电极反应式为Pb-2e -+SO2-4===PbSO4)④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。
(2)类型二题目给出原电池的总反应式①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂及其对应的还原产物,氧化剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物,还原剂发生的反应即为负极反应。
②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时,还应考虑电解质是否参与了反应。
③若有一个电极反应式较难写出,可先写出较易写出的电极反应式,然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。
练习:1.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下:根据上表记录的实验现象,回答下列问题:(1)实验1、2中铝的作用是否相同?________________________________________________。
写出实验1中铝电极上发生的电极反应式:__________________________________________。
实验2中,镁为________极,电极反应式为__________________________________________。
(2)实验3中,铝为________极,石墨为________极,电池总反应式为______________________。
电极反应式和总反应式的书写规范
电极反应式和总反应式的书写规范关于高中化学的电化学部分一直是高中化学内容中重要的基本概念和基础理论之一,特别是电极反应式和总反应式的书写问题。
虽说现行新课程对这部分的要求不高,但是,这部分的内容一直是高考和竞赛的要点和难点。
再加上现行教材中对这部分的内容书写也不是很规范,这样更加加大了教师和学生教与学的难度。
本文旨在唤起广大师生的共识,力求规范和准确书写电极反应式和总反应式。
一、电极反应式和总反应式的一般概念电极反应式是指在电化学反应中,原电池放电时的正、负极(或电解池电解时的阴、阳极)发生的还原、氧化反应得失电子的离子反应式(包括极区溶液中的微粒参加的反应在内)。
其实质均是将氧化还原反应分割成氧化和还原两个半反应的反应式,并且伴随着电子的得失和转移。
总反应式则有两个层次的含义。
广义的总反应式是指原电池放电(或电解池电解)时装置中所发生的所有相关化学变化并反映各物质之间的化学计量关系的总反应式(既包括两极反应又包括两极反应的产物在溶液中的相关反应)。
而狭义的总反应式仅是指两电极反应式之和,不包括两极的电极反应产物在溶液中相遇或混匀溶液时发生的反应。
例如:普通的锌锰干电池的电极反应式和总反应式如下:正极:2NH4+ + 2e- + 2MnO2 = 2NH3 + Mn2O3 + H2O(包括极区反应H2+2MnO2=Mn2O3+H2O,教材此处已在试用版的基础上得到修正)负极:Zn - 2e- = Zn2+该电池总反应式为(狭义):Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O(一般常用此式表示)若还包括两极各自产物Zn2+和NH3在溶液中的络合反应{ Zn2+ + 4NH3= [Zn(NH3)4]2+},则该电池反应的总反应式(广义)即为:2Zn + 4NH4+ + 4MnO2 = Zn2+ +[Zn(NH3)4]2+ + 2Mn2O3 +2 H2O。
高中常见的原电池电极反应式的书写
⾼中常见的原电池电极反应式的书写⾼中常见的原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)书写电极反应式应注意以下⼏点1.电极反应是⼀种离⼦反应,遵循书写离⼦反应的所有规则(如“拆”、“平”);2.将两极反应的电⼦得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去⼀极反应即得到另⼀极反应;3.负极失电⼦所得氧化产物和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);4.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⽔结合成OH–。
⼀次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)总离⼦⽅程式负极:正极:2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) (析氢腐蚀)总离⼦⽅程式负极:正极:3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) (吸氧腐蚀)总化学⽅程式:负极:正极:4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液NaCl溶液、O2)总化学⽅程式:负极:正极:5、普通锌锰⼲电池:(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)总化学⽅程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O负极:正极:6、碱性锌锰⼲电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)总化学⽅程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+2 MnOOH负极:正极:7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )总化学⽅程式:负极:正极:8、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)总反应式为:9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)化学⽅程式:负极:正极:10、锂电池⼀型:(负极--⾦属锂、正极--⽯墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)化学⽅程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S负极:正极: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 2 电解液— 浓硫酸)总化学⽅程式放电时负极:正极:2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)总化学⽅程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O放电 Fe (OH)2 + Ni(OH)2 放电时负极:正极:3、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—⽯墨,含Li +导电固体为电解质)总化学⽅程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 4放电时负极:正极:4、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)总化学⽅程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2放电时正极:5、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合⾦、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )总化学⽅程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 放电LaNi 5 + 6Ni(OH)2放电时正极:6、⾼铁电池:(负极—Zn 、正极---⽯墨、电解质为浸湿固态碱性物质)总化学⽅程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电时正极:燃料电池解决此类问题必须抓住⼀点:燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应,但要特别注意介质对产物的影响。
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有关电极反应式的书写原则
一、加和性原则
根据得失电子守恒,总反应式应为两极反应式之和,若已知一个电极反应式,可用总式减去已知的电极反应式,得另一电极反应式;反之,如果已知两个电极反应式,则它们之和就是总反应式。
例1熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电极反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32---==== 4CO2+4e---
阴极反应式:_______________________,总反应式:________________________。
解析:在解题时,习惯上总是按题号顺序从前到后依次进行解答,但此题会遇到很大的困难,这是不妨打破常规,进行逆向思维。
先写出难度较小的总反应式,再写出阴极反应式。
由题意可知阳极气和阴极气反应生成CO2,而CO2又不与Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物反应,所以总反应式为2CO+O2=== 2CO2,同时又知阳极反应式,根据加和性原则可得阴极反应式:
2CO+O2=== 2CO2
(2CO+2CO32---==== 4CO2+4e---)
O2+4e---+2CO2====2CO32---
二、是否共存原则
电极反应式的书写必须考虑介质环境,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。
例2 已知原电池总反应式为CH4+2O2===CO2+2H2O,(1)电解质溶液为KOH时,(2)电解质溶液为H2SO4时,分别写出该原电池的电极反应式。
解析:根据原电池总反应式可知,在反应中CH4被氧化,O2被还原,则CH4应在负极参加反应,O2应在正极参加反应。
又根据是否共存原则,碱性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+参加反应,故负极反应式:CH4—8e---+10OH---==== CO32---+ 7H2O,正极反应式:O2+2H2O+4e---====4OH---。
若电解质溶液换成酸性溶液,根据是否共存原则,不可能有OH---参加或生成,负极反应式:CH4—8e---+2H2O=== CO2+8H+,正极反应式:O2+4e---+ 4H+==2H2O。
三、加氧失氧原则
1、加氧时,就在反应物中加H2O或OH---
a、在中性或碱性溶液中加OH---(2OH---H2O+O2---)
如钮扣电池以KOH为电解质溶液,其总反应式:Zn+Ag2O==2Ag+ZnO,根据加氧原则,负极反应式:Zn—2e---+2OH---== ZnO+H2O
b、在酸性溶液中加H2O(H2O 2H+ +O2---)
如铅蓄电池以硫酸为电解质溶液,其充电时,总反应式为:2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2
+2H2SO4,其阳极反应式:PbSO4+2H2O—2e---== PbO2+ SO42---+ 4H+
2、失氧时应在反应物中加H2O或H+
a、在中性或碱性溶液中加H2O(H2O+O2---2OH---)
如钮扣电池(碱性)正极反应式:Ag2O+2e---+H2O==2Ag+2OH---
b、在酸性溶液中加H+(2H++O2--- H2O)
如铅蓄电池在放电时的总电极反应式:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,其正极反应式:PbO2+ 2e---+SO42---+ 4H+=== PbSO4+2H2O
四、中性吸氧反应生碱原则
在中性电解质溶液环境中,通过金属吸氧所建立起来的原电池反应,其反应的最后产物是碱。
例31991年,我国首创以铝、空气、海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯,这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍,试写出该电池正负极的电极反应式。
解析:此原电池在海水这个中性环境中通过铝吸氧而建立起来的,其负极反应式:Al—3e---===Al3+,正极反应式:O2+2H2O+4e---====4OH---,除此之外,如锌电池,铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则。
五、自发性原则
如果以较活泼金属(金属活动性顺序表Pt 以前)作原电池的电极材料,一般以能自发的与电解质溶液起反应的电极材料作负极,如果正负极都能与电解质溶液起反应,则较活泼的电极材料作负极。
例4 如图所示,Mg、Al用导线连接后分别浸入不同的电解
质溶液中,均可形成原电池,请分别写出电解质溶液为(1)稀硫酸,(2)浓氢氧化钠溶
液时的电极反应式。
解析:(1)电解质溶液为稀硫酸时,Mg、Al都能与稀硫酸反应,但Mg比Al活
泼,所以Mg作负极,Al作正极,故电极反应式为:负极:Mg—2e---=== Mg2+,正
极:2H++2e---===H2↑。
(2)电解质溶液换为NaOH溶液时,Mg不能与NaOH溶液自发的进行反应,而
Al是两性金属,能与NaOH溶液起反应,所以该原电池装置中Al作负极,Mg作正极,再结合是否共存原则,相应的电极反应式:负极:Al+4OH---—3e---==AlO2---+2H2O,正极:2H2O+2e---==H2↑+2OH---。
六、竞争性原则
1、阳极产物判断
首先看电极,当以较活泼金属(除Pt、Au)作电解池的阳极材料时,则电极材料失电子,电极被溶解;如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要看溶液中的阴离子的失电子能力。
阴离子的放电顺序:S2--->I--->Br--->Cl--->OH---> 含氧酸根离子>F---
2、阴极产物的判断
直接根据阳离子的放电顺序进行判断,阳离子的放电顺序:Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>Pb2+> H+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+ > Mg2+>Na+>Ca2+>K+
能性例5 电解原理在化学工业中有广泛应用,右图表示一个电解池,装有电解液
a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同
时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为________。
在X极附近观察到的现象是
_________。
②Y电极上的电极反应式为_____________,检验该电极反应产物的方法
_________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是____________,电极反应式_____________________。
②Y电极的材料是____________,电极反应式_____________________。
(说明:杂质发生的电极反应式不必写出)
解析:(1) X电极与电源的负极相连为阴极,则Y为阳极,电极材料又为惰性电极。
根据竞争性原则,阳离子放电顺序:H+>Na+,故X极反应式:2H++2e---===H2↑,阴离子放电顺序:Cl--->OH---,故Y极反应式:2Cl---—2e---== Cl2↑。
(2) 电解精炼粗铜,以粗铜为阳极,精铜为阴极,所以X电极的材料为精铜,Y电极的材料为粗铜。
根据竞争性原则,Y电极的反应式:Cu—2e---=== Cu2+,阳离子的放电顺序:Cu2+>H+,X电极的反应式:Cu2++2e---=== Cu
上述的6个原则中,1~3适用于原电池和电解池,4~5只适用于原电池,最后一个仅适用于电解池,掌握这6个原则以外,我们还要十分清楚一点,原电池正极和电解池阴极所发生的是还原反应,反之,原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。
如果能很好的掌握上述这两点,那么在将来的考试中对于电极反应式的书写及相关的问题,将会迎韧而解。