常见化学电源及电极反应式的书写
2021高考化学考点电极反应式(基础)
【 变 式 1 】 若 将 例 1 中 的 KOH 碱 性 环 境 变 为 酸 性 环 境 , 则 该 电 池 的 负 极 反 应 式 为
_____
。
【答案】CH3OH+ H2O-6e-=CO2 + 6H+
【解析】还原剂为 CH3OH,氧化产物为 CO2,在负极消耗 1 mol CH3OH 生成 1 mol 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+,即负极电极反应式为:
CH3OH+ H2O-6e-=CO2 + 6H+
【变式 2】据报道,摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料、以 KOH 为电解质的用于手机的可
充电的高效燃料电池,充一次电可持续使用一个月。关于该电池的叙述正确的是
A、放电时,正极反应为:O2 + 4e- + 4H+=2H2O B、放电时,负极反应为:CH3OH-6e-+ 8OH- =CO32- + 6H2O
已知,电池使用 KOH 溶液做电解质溶液;原电池正极反应式为 NiOOH+ H2O +e-=
Ni(OH)2 + OH-,负极反应式为
。
【答案】MH + OH-- e-=M + H2O
类型三、电解池中的电极反应式
例 3、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
在碱性溶液中: 负极:2H2-4e-+4OH— ===4H2O; 正极:O2 +2H2O + 4e-=4OH—。
3.要注意电子转移的数目
要点诠释:
电极反应式的书写
电极反应式的书写电极反应式是化学反应中,在电极上发生的物质转化过程的化学方程式。
它反映了在电化学反应过程中,电子的转移情况以及物质的氧化还原过程。
书写电极反应式的基本步骤如下:1. 确定电极类型:根据实验条件和反应体系,确定电极的类型,如阳极、阴极或参比电极。
2. 分析反应体系:分析反应体系中的物质种类和浓度,以及它们在反应过程中的氧化还原性质。
3. 确定氧化剂和还原剂:根据物质的氧化还原性质,确定反应过程中的氧化剂和还原剂。
氧化剂是接受电子的物质,还原剂是失去电子的物质。
4. 确定电子转移数:根据法拉第定律,电子转移数等于通过电解质溶液的电流与时间的乘积除以法拉第常数。
5. 书写电极反应式:根据以上信息,按照氧化还原反应的原则,写出电极反应式。
电极反应式的写法与普通化学方程式相同,但需要注意以下几点:a) 电极反应式中的化学物质应标明其氧化态,如Fe2+表示亚铁离子。
b) 电极反应式中的电子转移数应写在等号右边,用“+”表示得到电子,用“-”表示失去电子。
c) 电极反应式中的离子符号应写在圆括号内,并在右上角标明电荷数。
d) 电极反应式中的气体产物应标明其状态,如g表示气态。
6. 检查电极反应式:检查电极反应式是否符合实验条件和反应体系的特点,以及是否满足电荷平衡和质量平衡的要求。
下面举一个实际的例子来说明如何书写电极反应式:假设我们有一个电池反应体系,其中Cu2+离子在铜电极上被还原为铜原子,同时Zn2+离子在锌电极上被氧化为锌原子。
我们可以按照以下步骤书写电极反应式:1. 确定电极类型:铜电极为阴极,锌电极为阳极。
2. 分析反应体系:Cu2+离子和Zn2+离子分别作为还原剂和氧化剂参与反应。
3. 确定氧化剂和还原剂:Cu2+离子作为还原剂,Zn2+离子作为氧化剂。
4. 确定电子转移数:根据法拉第定律,电子转移数等于通过电解质溶液的电流与时间的乘积除以法拉第常数。
5. 书写电极反应式:根据以上信息,我们可以写出铜电极上的还原反应和锌电极上的氧化反应的电极反应式:铜电极上的还原反应:Cu2++2e-→Cu(氧化态还原)锌电极上的氧化反应:Zn2++2e-→Zn(氧化态增加)。
常见化学电源(电极反应式书写)
总反应:Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3 正极:2MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH负极:Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-
5、氢-氧电池:
总反 应
2H2 + O2=2H2O
介质 硫酸
负极 2H2→4H++4e正极 O2+4H++4e-→2H2O 6.锂电池:(正极材料为LiMnO2) 总反应:Li + MnO2=LiMnO2 正极:Li++e-+MnO2→LiMnO2 负极:Li→Li++e-
正极: 负极 13、反应式为:
的原电池。
负极:
正极:
14、钢铁析氢腐蚀
负极:
正极:
总反应式:
15、钢铁吸氧腐蚀
负极:
正极:
总反应式:
氢电池在充放电过程中的电化学反应如下: 正极:
负极:
总的电池反应为:
16.心脏起搏器 有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内做某种心脏病人的心脏
3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸)
总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O 正极:PbO2 + 4H++SO42-+2e-→PbSO4 + 2H2O 负极:Pb + SO42-→PbSO4 +2e-
电化学电极反应方程式的书写技巧
电化学专题—电极反应方程式的书写电极方程式是解决电化学题目的关键电极反应的书写与下列几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与反应类型有关4、与电子守恒有关5、与电解质环境有关6、与总反应式有关7、与题给信息有关8、与离子的氧化还原性强弱有关一、仅有一电极材料参与反应方法:规律:参与反应的金属电极本身为负极,另一电极往往为正极,负极是参与反应的金属失电子,正极是介质溶液中的微粒得电子(反应一般为析氢、吸氧、析Cu、Ag等)(1)酸性较强介质:正极一般是析氢反应。
例:图1电极反应:负极:Zn-2e=Zn2+正极:2H++2e=H2↑(2)接近中性介质:正极一般是吸氧反应。
例:图2电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-练习1.我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯,它以海水为电解质溶液,利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流,写出这种电池的电极材料、电极反应式及总反应式。
(3)碱性介质:正极一般也是吸氧反应。
例:图3电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-(4)含不活泼金属的盐溶液为介质:正极析出不活泼金属(Cu、Ag等)。
例:图4电极反应:负极:Fe-2e=Fe2+正极:Cu2++2e=Cu二、两电极材料均参与反应(常见于蓄电池式或纽扣式电池)规律:两电极材料通常由金属和金属化合物构成,金属作负极。
电子得失均由两电极本身发生。
在书写电极反应式时,应考虑电解质对电极的影响(如生成难溶物、弱电解质等)。
介质为酸性溶液时,反应式两边不能出现OH-离子;碱性溶液为介质时,反应式两边不能出现H+离子。
(1)酸性介质例:实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气,已知铅蓄电池工作时总的方程式如下:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的电极反应式。
分析得出:负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O(2)碱性介质例:蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池作用。
日常生活中常见的化学电源
日常生活中常见的化学电源原电池是一种将化学能转变为电能的装置,而化学电源则是一种实用的原电池。
化学电源品种繁多,大体可分为三类:1.一次电池(1)锌锰电池—干电池普遍用在手电和小型器械上的干电池,外壳锌片作负极,中间的碳棒是正极,它的周围用石墨粉和二氧化锰粉的混合物填充固定,正极和负极间装入氯化锌和氯化铵的水溶液作为电解质,为了防止溢出,与淀粉制成糊状物。
其电极反应式为:负极:Zn-2e- == Zn2+正极:2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑产生的NH3和Zn2+作用:Zn2++4NH3 = [ Zn(NH3)4]2+产生的H2和MnO2作用:H2+2MnO2 = Mn2O3+H2O总反应式为:2Zn+4MnO2+4NH4Cl== [Zn(NH3)4]Cl2+ ZnCl2+2Mn2O3+ 2H2OZn+2MnO2+2 NH4Cl== Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH)或Zn+2 NH4+= Zn2++2NH3↑+H2↑电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H2氧化成为水,以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。
由于反应中锌筒不断消耗变薄,且有液态水生成,故电池用久后会变软。
新制干电池的电动势为1.5V,这样的干电池是“一次”电池,不能充电再生。
(2)银锌电池—钮扣电池钮扣电池最常见的为微型的Ag—Zn电池,它用不锈钢制成一个由正极壳和负极壳盖组成的小圆盒。
盒内靠正极壳一端充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充Zn—Hg合金作负极活性材料,电解质溶液为KOH。
该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。
其电极反应式为:负极:Zn+2OH--2e- == ZnO+H2O 正极:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+ 2OH-总反应式为:Zn+ Ag2O== ZnO+2Ag(3)高能电池—锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
(完整版)常见化学电源(电极反应式书写)
常见化学电源1、银—锌电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Zn + Ag2O=2Ag + ZnO正极:负极:2、Ni—Cd电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Cd +2 NiO(OH) + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2正极:负极3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸)总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O正极:负极4、锌锰干电池(1)酸性(电解质:NH4Cl等)总反应:Zn + 2NH4Cl=ZnCl2 + 2 NH3 + H2正极:负极(2碱性(电解质KOH)总反应式:负极:正极:5、锂电池:(正极材料为LiMnO2)总反应:Li + MnO2=LiMnO2正极:负极6、氢-氧电池:总反应:2H2 + O2=2H2O(1)电解质溶液若为硫酸:正极:________________________________,负极:________________________________(2)电解质溶液若为KOH溶液:正极:________________________________,负极:________________________________7、甲烷电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:CH4 +2 KOH + 2O2=K2CO3 + 3H2O正极:负极8、乙烷电池: (电解质溶液:KOH溶液)总反应:2C2H6 + 8KOH +7O2=4K2CO3 + 10H2O正极:负极9、甲醇燃料电池(40%KOH溶液)负极:正极:总反应式:10、Fe—Ni电池(爱迪生电池):(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Fe + NiO2 + 2H2O=Fe(OH)2 + Ni(OH)2正极:负极11、铝—空气海水电池:(电解质溶液:海水)总反应:4Al + 6H2O + 3O2=4A l(O H)3正极:负极12、熔融盐电池:(电解质:熔融Li2CO3、Na2CO3)总反应:2CO + O2=2CO2正极:负极13、反应式为:的原电池。
化学电源书写电极方程式的方法
化学电源书写电极方程式的方法我前几天又试了个新方法去书写化学电源的电极方程式,总算有了点成功的感觉。
之前我完全就是瞎摸索,感觉就像在黑暗里走路一样,完全没有方向。
我先讲讲我最开始的错误吧。
那时候我就看见题目,然后凭着感觉乱写方程式,完全不考虑什么规则。
比如说写锌锰干电池的电极方程式,我就只写我能想到的元素反应,但是一核对答案,错得一塌糊涂。
后来我就开始找规律。
我发现写电极方程式之前,得先确定哪个是正极,哪个是负极。
这就好像是在一个团队里,得先分清谁负责主要工作,谁负责辅助工作一样。
例如在燃料电池里,燃料那一端通常是负极,像是氢气燃料电池,氢气这边就是负极啦。
确定了正负极之后呢,就开始写主要的反应物质在电极上的得失电子情况。
这个就有点像分配工作任务,每个物质都有自己该做的事。
拿氢氧燃料电池来说,如果是酸性环境,负极就是氢气失去电子生成氢离子,那反应式就是H₂- 2e⁻= 2H⁺,正极是氧气得到电子和氢离子反应生成水,反应式是O₂+ 4e⁻+ 4H⁺= 2H₂O。
要是碱性环境呢,那就又不一样了,负极的氢气失去电子后,会和氢氧根离子反应,正极的氧气得到电子会生成氢氧根离子。
这个过程中,我有时候就会忘记考虑环境因素。
我试过好多次,都因为没注意溶液是酸性还是碱性,结果方程式写得不对。
再比如说铅蓄电池,负极是铅失去电子变成硫酸铅,正极是二氧化铅得到电子也变成硫酸铅。
这里面有一个容易犯错的地方,就是反应过程中涉及到硫酸根的转移,这个我一开始真的很迷糊,后来多做了几道题才明白过来。
还有一个小窍门,如果要是总反应方程式知道了,就可以先写出来,然后把它拆成两个电极方程式。
这就像是把一个大蛋糕切成两块一样,一块是负极的反应,一块是正极的反应。
不过有时候拆的时候,要注意一些系数的分配,我在这个地方就翻过不少错误。
不确定的时候,就得再仔细看看反应物和生成物之间的化学计量关系了。
反正呢,写化学电源电极方程式这个事儿,经常需要在练习中不断发现自己的错误,然后记住这些坑,下次就不会掉进去了。
各种化学电源
正极壳填充Ag2O和石墨,负极盖填充锌汞合金, 石墨,负极盖填充锌汞合金 盖填充锌汞合金, 正极壳填充Ag 壳填充 电解质溶液KOH 反应式为: KOH。 电解质溶液KOH。反应式为: 充电 Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 放电 写出放电时的电极反应式。 写出放电时的电极反应式。 电极反应式
(4)锂电池 )
负极材料: 负极材料:Li , 正极材料:涂有MnO 正极材料:涂有MnO2 电解质: 电解质:非水性电解质 总反应式(之一): 总反应式(之一): 锂电池
Li+MnO2
充电 放电
LiMnO2
写出放电电极反应式。 写出放电电极反应式。 电极反应式
小
结
由化学方程式书写电极反应式: 由化学方程式书写电极反应式: 氧化反应和 的物质, ①找出氧化反应和还原反应的物质,确 找出氧化反应 还原反应的物质 正负极反应的物质; 定正负极反应的物质; ②利用电荷守恒分别写出电极反应式; 利用电荷守恒分别写出电极反应式; 电荷守恒分别写出电极反应式 ③验证:两电极反应式相加所得式子和 验证: 原化学方程式相同,则书写正确。 原化学方程式相同,则书写正确。
2.通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分, 2.通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分, 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分 装有一定数量的锌块,请解释原因。 装有一定数量的锌块,请解释原因。
绿色电池种种
迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、 迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、开发和已 投入使 用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池有相 用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池有相 同的工作电压(12 (12伏 但由于采用了稀土合金或TiNi合金储氢 稀土合金或TiNi 同的工作电压(12伏),但由于采用了稀土合金或TiNi合金储氢 负极活性物质,取代了致癌物质镉, 材料作为 负极活性物质,取代了致癌物质镉,使其 成为一种 绿色环保电池。 锂离子蓄电池系由碳作负极, 系由碳作负极 绿色环保电池。 锂离子蓄电池系由碳作负极,嵌锂的金属氧 正极和有机电解质构成,其工作电压为36 36伏 化物作 正极和有机电解质构成,其工作电压为36伏,因此一 锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。 个 锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。可充电碱 锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的, 是在碱性锌锰原电池 锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的,由于应用了 无汞化的锌粉及新型添加剂, 无汞化的锌粉及新型添加剂,不仅保持了原电池 的电流放电 特性,而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利用 利用P 特性,而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利用P— 光电效应, 满足用户需要。 结的光电效应 N结的光电效应,把太阳光能直接转换成电 能,满足用户需要。 这种发电具有无需燃料、无污染、 噪声、运行简单可靠、 这种发电具有无需燃料、无污染、无 噪声、运行简单可靠、 减少维护、建设周期短等特点, 减少维护、建设周期短等特点,已被空间和无常规能源的地域 广泛采用。 广泛采用。
常见化学电源及电极反应式的书写
常见化学电源及电极反应式的书写—、常见化学电源:(大体可分为三类)1燃料电池:(1)氢氧燃料电池:2f+Q=2HO当电解质溶液呈酸性时;负极:2Ha-4e-=4H 正极:Q+4e-+4l4=2HO当电解质溶液呈碱性时;电解质溶液为KOH溶液,负极:2H2-4e-+4OH=4HO 正极:Q+4e+2H2O=4OH(2)甲烷燃料电池:用金属铂作电极,用KOH溶液作电解质溶液。
负极:CH I + 10 OH -8e-==CO3 - +7H2O 正极:2Q + 4H2O +8e- == 80H总反应式为:CH + 2O2 +2KOH==CO+ 3fO用酸液作电解质溶液负极:CH + 2H 2O - 8e- = CO 2 + 8H+ 正极:2O + 8H+ + 8e- = 4H 2O总反应:CH4 + 2O 2 = CO2 + 2H2O(3)甲醇燃料电池:强碱作为电解质溶液负极:2CHO + 16OH -12e-==2CO3 - +12H2O 正极:3O2 + 6H2O +12e- == 12OH2总反应式为:2CHO + 3O +4OH-==2CO - + 6fO(4)熔融盐燃料电池:该电池用Li 2CQ和的N Q CO熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气, 空气与CO的混合气为阴极助燃气,2 _____________________________________________________ 2负极:2CO+2CO- -4e-==4CO 2 正极:Q+ 2CO+4e- ==2CO -总反应式为:2CO +Q ==2CO(5)固体氧化物燃料电池:固体氧化锆一氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
図3负极:2f + 2O2--4e- = 2H2O 正极:Q +4e- = 2O -总反应式为:2 Hz + Q2 = 2fO2、蓄电池:(1)铅蓄电池:Pb和PbO2作电极材料,HSQ作电解质溶液。
化学电源电极反应式总结
7.碱性氢氧燃料电池 电极:Pt制作的惰性电极,电解质溶液:KOH溶液 正极: 2H2+4OH - -4e-=4H2O 负极: O2+2H2O + 4e-=4OH - 总反应:2H2+O2=2H2O 8.酸性氢氧燃料电池 电极:Pt制作的惰性电极,电解质溶液:H2SO4溶液 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+4H++4e-==2H2O 总反应:2H2+O2==2H2O 9. 碱性甲烷燃料电池
正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
总反应式:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2
4.Li电池: 电极:负极:Li,正极可以是:CuO、FeS2 、MnO2 、C等
负极:8Li-8e-=8Li+ ; 正极:3SOCl2+8e- = 6Cl- +2S+SO32总反应:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
5铝——空气——海水电池
电极:负极铝,正极反应物空气,电解质海水电池 负极:4Al -12e- = 4Al3+ 正极:3O2 + 6H20 + 12e- = 120H电池总反应:4Al+3O2+6H20=4Al(OH)3 6.铅蓄电池 正极:PbO2 负极:Pb 电解质稀硫酸 负极(Pb): Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极(PbO2): PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
1.普通锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极。 NH4Cl、ZnCl2和淀粉为电解质 负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+ 正极:2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O
常见化学电源电极反应式书写)
常见化学电源1、银-锌电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Zn + Ag2O=2Ag + ZnO正极:负极:2、Ni-Cd电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Cd +2 NiO(OH) + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2正极:负极3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸)总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O正极:负极4、锌锰干电池(1)酸性(电解质:NH4Cl等)总反应:Zn + 2NH4Cl=ZnCl2 + 2 NH3 + H2正极:负极(2碱性(电解质KOH)总反应式:负极:正极:5、锂电池:(正极材料为LiMnO2)总反应:Li + MnO2=LiMnO2正极:负极6、氢-氧电池:总反应:2H2 + O2=2H2O(1)电解质溶液若为硫酸:正极:________________________________,负极:________________________________(2)电解质溶液若为KOH溶液:正极:________________________________,负极:________________________________ 7、甲烷电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:CH4 +2 KOH + 2O2=K2CO3 + 3H2O正极:负极8、乙烷电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:2C2H6 + 8KOH +7O2=4K2CO3 + 10H2O正极:负极9、甲醇燃料电池(40%KOH溶液)负极:正极:总反应式:10、Fe-Ni电池(爱迪生电池):(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Fe + NiO2 + 2H2O=Fe(OH)2 + Ni(OH)2正极:负极11、铝-空气海水电池:(电解质溶液:海水)总反应:4Al + 6H2O + 3O2=4A l(O H)3正极:负极12、熔融盐电池:(电解质:熔融Li2CO3、Na2CO3)总反应:2CO + O2=2CO2正极:负极13、反应式为:的原电池。
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。
常见化学电源电极反应式书写)
常见化学电源1、银-锌电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Zn + Ag2O=2Ag + ZnO正极:负极:2、Ni-Cd电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Cd +2 NiO(OH) + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2正极:负极3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸)总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O正极:负极4、锌锰干电池(1)酸性(电解质:NH4Cl等)总反应:Zn + 2NH4Cl=ZnCl2 + 2 NH3 + H2正极:负极(2碱性(电解质KOH)总反应式:负极:正极:5、锂电池:(正极材料为LiMnO2)总反应:Li + MnO2=LiMnO2正极:负极6、氢-氧电池:总反应:2H2 + O2=2H2O(1)电解质溶液若为硫酸:正极:________________________________,负极:________________________________(2)电解质溶液若为KOH溶液:正极:________________________________,负极:________________________________ 7、甲烷电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:CH4 +2 KOH + 2O2=K2CO3 + 3H2O正极:负极8、乙烷电池:(电解质溶液:KOH溶液)总反应:2C2H6 + 8KOH +7O2=4K2CO3 + 10H2O正极:负极9、甲醇燃料电池(40%KOH溶液)负极:正极:总反应式:10、Fe-Ni电池(爱迪生电池):(电解质溶液:KOH溶液)总反应:Fe + NiO2 + 2H2O=Fe(OH)2 + Ni(OH)2正极:负极11、铝-空气海水电池:(电解质溶液:海水)总反应:4Al + 6H2O + 3O2=4A l(O H)3正极:负极12、熔融盐电池:(电解质:熔融Li2CO3、Na2CO3)总反应:2CO + O2=2CO2正极:负极13、反应式为:的原电池。
(3)电极反应式、电解反应及电池反应
高三复习识记能力之一:电极反应式* * * * * * * * * 原电池电极反应式* * * * * * * * *一、原电池中电极反应式的书写规范1、首先确定原电池的正负极,然后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。
二、铜锌原电池的电极反应式1、(-)Zn│H2SO4│Cu(+)原电池负极:Zn → Zn2+-2e-正极:2H+ + 2e-→ H2↑电池反应:Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑或Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑。
2、(-)Zn│ZnSO4‖CuSO4│Cu(+)原电池负极:Zn → Zn2+-2e-正极:Cu2+ + 2e-→ Cu电池反应:Zn + CuSO4 == ZnSO4 + Cu 或Zn + Cu2+ == Zn2+ + Cu 。
三、常见化学电源的电极反应式1、酸性锌锰干电池负极:Zn→ Zn2+ + 2e-正极:2MnO2 +2NH4+ + 2e-→ Mn2O3 + 2NH3 + H2O电池反应:Zn + 2MnO2 + 2NH4+ == Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 +H2O2、碱性锌锰干电池负极:Zn + 2OH-→ ZnO + H2O+ 2e-正极:MnO2 +2H2O + 2e-→ Mn(OH)2 + 2OH-电池反应:Zn + MnO2 + H2O== ZnO+ Mn(OH)23、铅蓄电池(1)放电时:负极:Pb + SO42-→PbSO4 + 2e-正极:PbO2 + 2e-+ 4H+ + SO42-→ PbSO4 + 2H2O电池反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4== 2PbSO4 + 2H2O(2)充电时:阴极:PbSO4 + 2e-→Pb + SO42-阳极:PbSO4 + 2H2O →PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e-总反应式:2PbSO+ 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO444、氢氧燃料电池【解析】H2、O2燃料电池的电池反应为:2H2 + O2 == 2H2O。
2.3.2常见的化学电源
电化学腐蚀是金属被腐蚀的主要因素
下列情况是否形成了原电池?若是,写出两 极反应方程式。
A
Fe
C
NaCl
负极:2Fe-4e-=2Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e-=4OH-
原电池复习
一旦形成原电池,其氧化还原反应的速率比 没有形成原电池时要快得多—金属的电化腐蚀。 问:实验室制H2用纯锌好还是用含杂质锌好? 铁为什么在潮湿的空气中更容易生锈? 轮船在江河中行驶与在海水中行驶哪个更容 易被腐蚀?
原电池原理应用:(2)比较反应速率
下列制氢气的反应速率最快的是 ( D ) 例2 : A. 纯锌和1mol/L 硫酸; B. 纯锌和18 mol/L 硫酸; C. 粗锌和 1mol/L 盐酸; D. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
原电池原理应用: (3)比较金属腐蚀的快慢
拓展练习
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的 现象。
镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转;
Al 两极反应式为:正极 ; 负极 Mg-2e—=Mg2+ 。 该装置将 化学能 能转化为 电能 能。 (2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液, 2H++2e—=H2↑ 则负极为 , 总反应方程为 。 2Al+2NaOH+2H2O=2N氢氧燃料电池: 高效、低污染的新型电池。 电极材料:铂电极、活性炭电极等。 电解质溶液:40%的KOH溶液。写出电 极反应方程式: • 负极:2H2+4OH—4e-==4H2O • 正极:O2+2H2O+4e-==4OH• 总:2H2+O2==2H2O
化学电源电极方程式的书写方法
185教育版内容摘要:高中化学电源部分是高考的高频考点,也是高中化学的重难点所在。
该部分中电极反应方程式的书写一直是学生的易错点。
结合多年的教学经验,本文总结了书写电极反应的两种简单易懂的方法,并对两种方法进行了对比,为学生更扎实的掌握原电池相关内容奠定了基础。
关键词:原电池 化学电源 电极反应方程式通过多年对化学高考题的研究,不难发现化学电源内容是高考的高频考点,在选择题和非选择题中均有可能出现。
而该部分内容也是原电池章节的难点所在,很多学生掌握不是很好,虽然有各种辅导书作为参考,但辅导书描述过于笼统,实用性不强。
结合多年的教学经验,本文介绍两种书写电极反应的方法,即直接书写法和间接书写法,每一种方法都总结了明确的书写步骤,便于学生掌握。
当然,电极反应方程式都必须写成离子方程式的形式,并且把得失电子数目写在等号左边,这是电极反应方程式的基本要求。
现将具体步骤详细介绍如下:一、直接书写法。
顾名思义,该方法就是根据题意,直接书写正极或负极的反应方程式。
书写步骤如下:①判断正负极参与反应的物质;②写出反应物、得(或失)电子及化合价变化后的产物(负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应);③通过化合价的变化量写出得失电子数目;④调配左右电荷使其守恒(通常是用H +或OH -来调配,具体看溶液的酸碱环境);⑤通过质量守恒补充其他相关物质。
下面通过例题体会书写步骤。
(图略)例1:液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N 2H 4)为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH 溶液作为电解质溶液。
请写出其正负极的电极反应方程式。
分析:本题是典型的燃料电池,首先书写负极的电极反应。
步骤如:①判断负极参与反应的物质。
负极发生氧化反应,本题中肼被氧化,参与负极反应。
(燃料电池中一般是燃料在负极被氧化);②写出反应物、得(或失)电子及化合价变化后的产物。
根据图中信息可知:肼失去电子被氧化为氮气:N 2H 4- e - --- N 2↑;③通过化合价的变化量写出得失电子数目。
高中常见的原电池(化学电源)电极反应式的书写
常见的原电池(化学电源)电极反应式班级:姓名:座号:一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:正极:总反应方程式(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:正极:总反应方程式(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:正极: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) 4、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–—+ 3H25、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:正极:化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)26、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:正极:化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag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:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)23、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 + LiC6 放电LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
高中化学总复习 电极反应式(基础)
高考总复习电极反应式的书写【考纲要求】1.理解原电池的工作原理并正确书写各种化学电源的电极反应和总反应方程式;2.理解电解池的工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式。
【考点梳理】【高清课堂:399199电极反应式的书写】考点一:正确书写原电池的电极反应式1.先确定原电池的正负极,列出正、负电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。
2.要注意电解质溶液的酸碱性:要点诠释: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,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-。
在酸性溶液中:负极:2H2-4e-=== 4H +;正极:O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O在碱性溶液中:负极:2H2-4e-+4OH— ===4H2O;正极:O2 +2H2O + 4e-=4OH—。
3.要注意电子转移的数目要点诠释: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,要注意正负极得失电子相等。
这样可避免在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.电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求:要点诠释:①电极反应式等式的两边原子数目及电荷必须守恒。
②反应式中的难溶物、难电离的物质、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。
如铅蓄电池中,PbSO4为难溶物,电极反应式为:负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s),正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)。
③注意电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。
如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应,则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2。
电化学中电极反应式的书写
原电池专题复习教学目的:1、理解原电池的工作原理;2、能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式;3、了解研制新型化学电源的重要性,认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一.原电池的结构及构成条件问题探究:1、什么是原电池?(1)、把化学能转变为电能的装置叫 原电池。
由电能联系到电流,再联系到电子的转移,再联系到与氧化还原反应的关系.原电池氧化还原反应 电子的转移 电流(2)分类:知识回顾:(见右上图)①.Zn 片和Cu 片用导线相连前后现象有什么不同?②.电子从 极出发,流向 极,电流呢?在稀H 2SO 4中,H +向 极迁移,SO 42-向极迁移。
③.判断电池的正负极和电极反应。
2、原电池的电极是如何确定的?(1)、根据电极材料判断:(3)根据电子流动方向判断。
在原电池中电子流出的一极是负极; 电子流入的一极是正极。
(4)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向正极移动,阴离子向负双液原电池 电池效率高,电流持续时间长单液原电池电池效率低,电流衰减快 (2)、根据电极反应判断:原电池 原电池 相对活泼的电极为 负极相对不活泼的电极为 正极发生失电子、氧化反应的电极为负极发生得电子、还原反应的电极为正极极移动。
(5)根据现象判断。
溶解的一极为负极,质量增加或放出气体的为正极。
练习一(1)、请你根据化学反应: Cu+2FeCl 3 =CuCl 2 +2FeCl 2 ,判断下边原电池的正、负极 。
Cu 棒 C 棒溶液(2)、请指出下边两种情况下原电池的负极?①稀H 2SO 4 溶液 ②NaOH 溶液3、形成原电池需要哪些条件?(1)能自发地发生的氧化还原反应:①电极和电解质溶液 (Zn-Cu 原电池)②两电极上分别有还原剂和氧化剂 (燃料电池)(2)电解质溶液:参与电极反应或构成内电路(3)两导体作电极:①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。
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常见化学电源及电极反应式的书写
一、常见化学电源:(大体可分为三类)
1、燃料电池:
(1)氢氧燃料电池:2H2+O2=2H2O
当电解质溶液呈酸性时;
负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4e-+4H+=2H2O
当电解质溶液呈碱性时;电解质溶液为KOH溶液,
负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)甲烷燃料电池:用金属铂作电极,
用KOH溶液作电解质溶液。
负极:CH
4 + 10 OH- -8e-==CO
3
2- +7H
2
O 正极:2O
2
+ 4H
2
O +8e- == 8OH-
总反应式为:CH
4 + 2O
2
+2KOH==K
2
CO
3
+ 3H
2
O
用酸液作电解质溶液
负极:CH
4 + 2H
2
O - 8e- = CO
2
+ 8H+ 正极:2O
2
+ 8H+ + 8e- = 4H
2
O
总反应:CH
4 + 2O
2
= CO
2
+ 2H
2
O
(3)甲醇燃料电池:强碱作为电解质溶液
负极:2CH
4O + 16OH- -12e-==2CO
3
2- +12H
2
O 正极:3O
2
+ 6H
2
O +12e- == 12OH-
总反应式为:2CH
4O + 3O
2
+4OH-==2CO
3
2- + 6H
2
O
(4)熔融盐燃料电池:该电池用Li
2CO
3
和的Na
2
CO
3
熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,
空气与CO
2
的混合气为阴极助燃气,
负极:2CO+2CO
3 2- -4e-==4CO
2
正极:O
2
+ 2CO
2
+4e- ==2CO
3
2-
总反应式为:2CO +O
2 ==2CO
2
(5)固体氧化物燃料电池:固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
负极:2H
2 + 2O
2
--4e- = 2H
2
O 正极:O
2
+4e- = 2O 2-
总反应式为:2H
2 + O
2
= 2H
2
O
2、蓄电池:
(1)铅蓄电池: Pb和PbO2作电极材料,H
2SO
4
作电解质溶液。
负极:Pb+SO
4 2- -2e- = PbSO
4
正极:PbO
2
+4H++ SO
4
2- +2e- = PbSO
4
+2H
2
O
总反应式为:Pb+ PbO
2+2H
2
SO
4
==2PbSO
4
+2H
2
O
(2)碱性镍—镉电池该电池以Cd和NiO(OH) 作电极材料,NaOH作电解质溶液。
负极:Cd+2OH--2e- ==Cd(OH)
2正极:2NiO(OH)+2H
2
O +2e-==2Ni(OH)
2
+2OH-
总反应式为:Cd+2NiO(OH)+2H2O== Cd(OH)
2+2Ni(OH)
2
(3)氢镍可充电池
负极:H
2+2OH--2e- ==2H
2
O 正极:2NiO(OH)+2H
2
O +2e-==2Ni(OH)
2
+2OH-
总反应式为:H
2+2NiO(OH)== 2Ni(OH)
2
3、一次性电池:
(1)锌锰电池—干电池:(-)Zn︱KOH︱MnO
2
(+)
负极:Zn + 2OH--2e- = Zn(OH)
2正极:2MnO
2
+ 2H
2
O + 2e - = 2MnOOH + 2OH-
总反应式为:Zn+2MnO
2+2H
2
O = 2MnOOH + Zn(OH)
2
(2)银锌电池—钮扣电池:(-)Zn︱KOH︱Ag
2
O(+)
负极:Zn+2OH--2e- = ZnO+H
2O 正极:Ag
2
O+H
2
O+2e-=2Ag+2OH-
总反应式为:Zn+ Ag
2
O = ZnO+2Ag
(3)锂电池:锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2):8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极:;正极:。
(4)海水铝电池“铝-空气-海水”
负极:4Al-12e- ==4Al 3+正极:3O
2+4H
2
O+8e-==8OH-
总反应式为:4Al+3O
2+6H
2
O==4Al(OH)
3
二、电极反应式的书写
1、准确判断原电池的正负极
(1)铜片和铝片同时插入浓硝酸中
负极:Cu-2e- ==Cu 2+正极:2NO
3-+4H + +2e-==2NO
2
+2H
2
O
(2)镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中
负极:2Al+8OH—6e-==2AlO
2- +4H
2
O 正极:6H
2
O+6e-==3H
2
+6OH-
2、高度注意电解质的酸碱性
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。
在碱溶液中,不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH-。
又如CH
4、CH
3
OH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO
3
2-离子形式存在,而不是放出CO
2。
3、牢牢抓住总的反应方程式
只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。