人教高二化学选修4化学反应原理-原电池电极反应方程式的书写
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。
化学人教版高中选修4 化学反应原理燃料电池电极反应式的书写方法
燃料电池电极反应式的书写方法一、有关燃料电池基本知识了解1、定义:燃料电池是一种不经过燃烧,将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。
它和其它电池中的氧化还原反应一样,都是自发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能,且废物排放量很低。
其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,这是我们书写燃料电池总反应方程式的依据。
2、燃料电池的电极规定燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属,两电极的材料相同。
因此,燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。
通入可燃物的一极为负极,可燃物在该电极上发生氧化反应;通入空气或氧气的一极为正极,氧气在该电极上发生还原反应。
3、燃料电池的电解质不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质,其电解质通常有水剂体系(酸性、中性或碱性)电解质、熔融盐电解质、固体(氧化物或质子交换膜)电解质等。
在不同的电解质中,燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。
因此,在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。
4、燃料电池的工作原理以氢氧燃料电池为例,其工作原理是:氢气(可燃物)从负极处失去电子(燃料被氧化掉),这些电子从外电路流到正极;同时,余下的阳离子(氢离子)通过电解液被送到正极。
在正极,离子与氧气发生反应并从负极获得电子。
二、燃料电池电极反应式的书写方法在中学阶段,掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为三步:第一步,先写出燃料电池的总反应方程式;第二步,再写出燃料电池的正极反应式;第三步,在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式,但要注意燃料的种类。
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
另外
还有许多新型燃料电池是在非水溶剂中进行 的,这一类反应的还原产物的阴离子通常和 电解质在熔融状态下电离出来的阴离子相同, 电极反应式两端原子个数或电荷不等,一般 用阴离子来配平。
例如:
1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和 Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能 传导H+),实现了高温常压下高转化率的电 化学合成氨。其装置如图。其正极的电极反应 式为:
原电池电极反应式的书写
原电池反应所依托的化学反应 原理是氧化还原反应,负极反 应是氧化反应,正极反应是还 原。
方法归纳如下:
(1原反应 (3)氧化反应在负极发生,还原 反应 在正极发生。
注意电解质(介质) 参与的反应。 电极反应也遵循质量守恒、电 子守恒、及正负 两极得失电 子相等的规律。
燃料电池电极反应式的书写
2、利用电荷守恒、原子守恒
写出燃料电池负极的电极反应 式。
如给定了总反应式用总反应式减 正极反应式得负极反应式。
例1 写出氢氧燃料电池的电极反应 式和总反应式(电解质为KOH溶液) 正极(碳):
O2+2H2
-= O+4e
4OH
负极(碳):
2H2+4OH-+4e- = 4H2O
燃料电池电极反应式的书写
一般的燃料电池大多是可燃物与 氧气及电解质溶液共同组成的原 电池。
燃料电池电极反应式的书写
1、可燃物在电池负极发生反应,O2 在原电池正极发生反应。 即正极总是O2得电子发生还原反应
正极反应式为:
电解质为碱性或中性时
O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-
电解质为酸性时: 2+ 4e- +4H+=4H2O O
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。
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。
原电池电极反应式的书写规律和方法
原电池电极反应式的书写规律和方法【基本原则】电极反应都是氧化还原反应,按照氧化还原方程式的配平步骤配平。
1.总反应为题目中可自发进行的氧化还原反应:①列出还原剂+氧化剂→氧化产物+还原产物②配平升降守恒③根据环境配平电荷④配原子守恒2.负极反应式:①列出还原剂→氧化产物②根据化合价升高数目配平失电子数③根据环境配平电荷④配原子守恒3.正极反应式:①列出氧化剂→还原产物②根据化合价降低数目配平得电子数③根据环境配平电荷④配原子守恒例:某兴趣小组为了提高电池的效率,设计了如图所示的原电池。
请回答下列问题:(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,请你写出电极名称及电极反应:Al片()。
Cu片()。
(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,请你写出电极名称及电极反应:Al片()。
Cu片()。
1.根据装置判断该电池所依据的化学反应——一定要有可自发进行的氧化还原反应如(1)电极材料为Al和Cu,电解质溶液为AlCl3和稀硫酸,该装置中可自发进行的氧化还原反应为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑(2)电极材料为Al和Cu,电解质溶液为NaCl和浓硝酸,由于Al遇浓硝酸发生钝化,不能溶解,该装置中可自发进行的氧化还原反应为Cu和浓HNO3的反应2. 列物质,标得失——按照负极失电子,正极得电子,判断出电极反应物和产物,找出得失电子的数量。
如(1)铝失电子变成铝离子进入到X溶液中,铝失去的电子经导线流到铜片表面,Y溶液中的氢离子在铜的表面得电子产生氢气。
注意:X溶液与铜电极并不参加反应。
负极:铝片Al-3e-=Al3+正极:铜片2H++2e-=H2↑(2)铜失电子变成铜离子进入Y溶液中,铜失去的电子经导线流到铝的表面,X溶液中的硝酸根离子在铝的表面得电子产生NO2。
注意:Y溶液和铝电极并不参加反应。
负极:铜片Cu-2e-=Cu2+正极:铝片NO3-+e-=NO2↑(未配平)3.看环境,配守恒——先配电荷守恒再配原子守恒。
原电池电极反应式书写
原电池电极反应式书写原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-===2AlO2-+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+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:2FeO4 2-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
人教版 选修4 高二化学 第四章 第一节原电池 第2课时电极方程式的书写
PbSO4(aq)
+2
正 极: PbO2 (s)+ 2e-+ 4H+(aq) +SO42-(aq)= PbSO4(a+q) 2H2O (l)
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电反应: 阴极:PbSO4(aq)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
2、根据电极材料判断正负极
(2)一种电极是金属材料,另一种是非金属材料, 则金属材料为负极,非金属为正极。
负极(Mg):Mg-2e=Mg2+ 正极(C):2H++2e- =H2 ↑
﹣ ﹢ Mg A C
总反应:Mg+2H+=Mg2++ H2↑
H2SO4 溶液
2、根据电极材料判断正负极
(3)一种电极是金属材料,另一种是金属化合物材 料,则金属材料为负极,金属化合物为正极。
《选修4》第四章 电化学基础
第一节 原电池
第二课时 原电池正负极的判定及电极反应方程式的书写
一、电极方程式
我们一般用离子反应方程式表示原电池正负 极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。
1、根据反应原理确定正负极
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++ Cu
一般先写负极,所以可表示为: 负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+ (氧化) 正极(Cu):Cu2++2e- =Cu (还原)
-x
负 极:LixC6 - Xe- = C6 +XLi+
C6
正 极:Li(1-x)CoO2 +XLi+ +Xe- = LiCoO2
原电池电极反应式的书写指导
《原电池》电极反应式书写指导白沙中学廖秋英高二化学选修4《化学反应原理》中关于燃料电池电极反应式的书写只介绍氢氧燃料电池,而在高三复习中涉及到的燃料电池却较多,其中还包括在酸性、碱性条件下的燃料电池,对这些电池电极反应式的正误判断及书写是学生普遍感到困难的,在教学中,本人经过不断实践积累,归纳出指导学生书写这类电极反应式的一些方法,这一方法可以有效地指导学生书写此类电池的电极反应工,现叙述如下。
一、判断电池的正负极反应物。
原电池的负极发生氧化反应,燃料是被氧化的物质,所以一般情况下燃料通常作为负极的反应物,例如:氢气、甲烷、甲醇、乙醇等。
而氧气通常在反应过程中被还原,作为正极反应物。
二、判断正极反应式的产物。
正极反应物为的氧气被确定后,此反应紧抓被还原,氧元素从0价会降低为-2价,则还原产物必为-2价的氧,而-2价氧元素在溶液中通常以OH—或H2O的形式存在,若是非溶液则直接以O2-形式存在,所以此时就要分析介质环境,若在酸性介质中,则与介质中的H+结合形成H2O,若是碱性介质,则与H2O反应生成OH-。
三、判断负极反应式的产物。
负极反应物为燃料,依据燃烧反应判断其产物,例如:C对应产物为CO2,H对应产物为H2O,此时同样要考虑介质是否参与了反应,例如:若为酸性介质,依据共存情况CO2则不与介质反应,若为碱性介质,CO2则与OH-反应最终生成CO32-。
四、配平电极反应式。
以上电极反应物与产物均判断正确后,先标出发生变化的元素化合价,依据化合价的升降写出得失电子的数目,配平时先依据电荷守恒配平带电粒子与电子的数目,再依据质量守恒配平各元素的原子。
在这一个过程中,常常会出现电荷不能配平的情况,这时,若为有水参与的电极反应,则选择H+、OH-或H2O三种粒子按照共存情况添加到电极反应式中作为反应物或产物,再进行配平。
高中化学原电池电极反应式的书写
高中化学原电池电极反应式的书写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、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。
原电池电极反应方程式的书写技巧
课程篇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原电池电极反应式的书写一次电池1、条叶踢电池:(负极―zn、负极―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、电解液稀硫酸)总离子方程式:负极:负极:3、铁碳电池:(负极―fe、正极―c、电解液弱酸性或中性或碱性)负极:正极:总化学方程式:4.铝镍电池(海洋灯标电池):(负极―al、负极―ni电解液nacl溶液、o2)负极:负极:总化学方程式: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、负极―c、电解液koh、mno2的糊状物)总化学方程式:zn+2mno2+2h2o==zn(oh)2+2mnooh负极:负极:7、银锌电池:(负极―zn、负极--ag2o、电解液naoh)总化学方程式:zn+ag2o+h2o==zn(oh)2+2ag负极:负极:8、铝c空气ckoh(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液-koh 溶液)负极:负极:总化学方程式:9、镁---铝电池(负极--al、正极--mg电解液koh)负极:正极:总化学方程式:10、锂电池一型:(负极--金属锂、负极--石墨、电解液lialcl4-socl2)总化学方程式:8li+3socl2===li2so3+6licl+2s负极:负极:二次电池(又叫做蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极―pb正极―pbo2电解液―浓硫酸)第1页共4页总化学方程式pb+pbo2+2h2so4振动电池2pbso4+2h2o放电时负极:正极:2、铁--镍电池:(负极--fe、负极―nio2、电解质溶液为koh溶液)总化学方程式:fe+nio2+2h2o放电时负极:正极:振动电池振动电池fe(oh)2+ni(oh)23、lifepo4电池(正极―lifepo4,负极―石墨,含li+导电固体为电解质)总化学方程式:fepo4+lilifepo4放电时负极:正极:4、镍--镉电池(负极--cd、负极―niooh、电解质溶液为koh溶液)总化学方程式cd+2niooh+2h2o放电充电cd(oh)2+2ni(oh)2振动时负极:负极:5、氢--镍电池:(负极-lani5储氢合金、正极―niooh、电解质koh+lioh)总化学方程式:lani5h6+6niooh振动电池lani5+6ni(oh)2放电时负极:正极:6、高铁电池:(负极―zn、负极---石墨、电解质为淋湿固态碱性物质)总化学方程式:3zn+2k2feo4+8h2o放电充电3zn(oh)2+2fe(oh)3+4koh振动时负极:负极:7、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)总反应方程式li(1-x)coo2+lic6振动电池licoo2+li(1-x)c6放电时负极:正极:8、全钒氧化还原液流电池总反应方程式燃料电池根据题意描述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,沦为了近年中考的方向。
(2021年整理)高中常考的原电池电极反应式的书写(完全版)
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高中常见的原电池电极反应式的书写(完全版)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、书写原则: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,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、书写过程归纳:先写总方程式、再写负式(氧化式、失电子式)、兼顾介质(电解质溶液)、总式减去负式得正式。
三、书写方法:一电子、二电荷、三原子。
即首先确定氧化剂或还原剂得失电子数及生成产物,然后确保等式两边电荷要守恒(根据介质适当添加H+、OH-、CO32—),最后根据原子守恒配出方程.四、常考实例: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 (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(还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、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+(氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)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(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e—==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH7、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:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-(还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + 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+ (氧化反应)正极 :3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为: 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)负极(Al): 2Al + 8 OH–- 6e—= 2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg): 6H2O + 6e—= 3H2↑+6OH–(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H210、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:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(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: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应)充电时阴极: PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+(氧化反应)总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO42PbSO4+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: 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)23、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 LiFePO44、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)Ni(OH)2+Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e-+ 2H2O == 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 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(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: 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 ==2Fe (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 + 8H2O3Zn(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 + LiC6 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。
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原电池电极反应方程式的书写
原电池与其他的能源相比有许多的优点,如能量转换率高,供能稳定可靠;可制成各种形状大小,不同容量、电压的电池及电池组;使用方便、易于维护,是现代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。
正是由于这些原因,高考关于原电池的考题频频出现,电极反应方程式的书写更是考查的重点。
分析近年的高考试题,电极反应方程式的书写主要有两大类型:一是根据题给电池反应方程式书写;二是根据题意文字叙述书写。
下面就结合2009年高考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。
一、根据题给电池反应方程式书写
例1(07天津卷13)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。
锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时,LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。
电池反应为放电LiCoO2+C6,下列说法正确的是()
CoO2+LiC6
充电
A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-=Li++C6
B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2
C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
解析:可充电电池放电时发生原电池反应,两个电极称为正、负极;充电时发生电解反应,两个电极称阴、阳极。
该充电电池放电时:CoO2+LiC6=LiCoO2+C6 ,B选项就是考查原电池电极反应方程式的书写。
首先分析元素化合价的变化(如果化合价确定较难,就要充分利用题给信息)根据题意:充电时,LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。
可知放电时CoO2中+4价的Co变为LiCoO2中+3价的Co,LiC6中0价的Li变为LiCoO2中+1价的Li
然后根据原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应的规律,写出两个电极的物质变化,但要注意物质的存在形式。
如负极物质变化可表示如下:LiC6=Li+
分析化合价的变化,此过程中要失去一个电子,可表示如下:LiC6-e-=Li+其次检查方程式左右两边电荷是否相等。
上式中左右两边各带一个单位的正电荷。
若不相等,就要选择合适的离子配平电荷,但这时要特别注意介质的影响。
如酸性介质时,常选H+;而碱性介质时,常选OH-.
最后,还要检查是否符合质量守恒。
所以,负极的电极反应方程式就表示为:负极LiC6-e-=Li++ C6
将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下:
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,使符合电荷守恒)
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)根据以上的方法,就可写出该电池的正极反应式:
正极Li++ CoO2 +e-= LiCoO2
当然,也可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。
此时必须保证电池反应转移的电子数等于电极反应转移的电子数。
二、根据题意叙述书写
此类问题常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
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。
例2、(08山东卷29(2))以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为;负极反应为;放电时,CO32-移向电池的(填“正极”或“负极”)
解析:燃料电池反应等同于燃料的燃烧反应。
此题中,电解质为熔融碳酸盐,不会与C3H8的燃烧产物CO2和H2O发生反应,所以电池反应即为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O 根据例1归纳的步骤可分步写出负极反应:
(1)C3H8-20 e-=3CO2+4H2O (C3H8中H为+1价,3个C表现-8价)
(2)10 CO32-+ C3H8-20 e-=3CO2+4H2O (电解质为熔融碳酸盐,选CO32-配平电荷)(3)10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O (质量守恒)
所以,负极10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O
同理,正极5O2+20 e-+10 CO2=10 CO32-(也可由电池反应减去负极反应)结合上述分析,可归纳出如下规律:燃料电池中,燃料始终在负极,发生氧化反应;O2在正极发生还原反应。
若为有机燃料生成物一般为CO2和H2O,介质为碱性时CO2会反应生成CO32-;化合价的变化主要分析C的变化。
根据原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极的规律,可知CO32-移向负极。
电极反应方程式的书写,除了按照步骤,分别保证电子守恒、电荷守恒、质量守恒外,还应符合离子方程式的书写要求,即难溶、难电离、气体等物质要以化学式表示。
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