电极反应式书写原电池反应的基础是氧化还原反应30页PPT
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
电极的还原反应
电极的还原反应
1、正极：2H⁺+2e⁻=H₂(还原反应）
负极：Zn-2e⁻=Zn²⁺（氧化反应）
总反应式：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂
2、正极：2Ag⁺+2e⁻=2Ag(还原反应）
负极：Cu-2e⁻=Cu²⁺（还原反应）
总反应式：Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag
原则电极反应基本上都是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
除此之外还要遵循。
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，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。
扩展资料：
碱性溶液中CO₂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参加反应或生成也不会有碳酸根离子的存在。
根据此原则，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。
我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写，确定H₂O，OH-，H+ 在方程式的左边还是右边。
充分利用电荷守恒原则在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。
这样可避免由总反应式改写成电极反应式所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。
电化学基础-PPT课件
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
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６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
人教版高中化学选修4第四章第一节 原电池 课件(共27张PPT)
由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的 电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到 锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解 质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
A
Zn 盐桥
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
盐桥：
在U型管中装满用 饱和KCl溶液和琼 脂作成的冻胶。
设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工 作原理吗？
盐桥中通常装有含琼胶 的KCl饱和溶液
此装置优点：能稳 定长时间放电
原电池
盐桥的作用：Cl-向锌 盐方向移动，K+向铜 盐方向移动，使Zn盐 和Cu盐溶液一直保持
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
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得出结论
盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完 成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶 液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ，使得
第四章 电化学基础
环节一
手 机 又 没 电 了 ！
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
基础化学第八章氧化还原反应和电极电位ppt课件
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4
第一节 氧化还原反应
一、氧化值（氧化数 oxidation number） 1. 1970年IUPAC给出的定义是：氧化值是某
元素一个原子的表观荷电数（apparent charge number），这种荷电数是假设把每 一个化学键中的电子指定给电负性更大的 原子而求得。 例：NH3中，N的氧化值是-3，H的氧化值
⑥ 电中性的化合物中所有原子的氧化值的和为 零。多原子离子中所有原子的氧化值的和等 于离子的电荷数。
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7
第一节 氧化还原反应
氧化值可为整数，也可为分数。 例： Fe3O4 中，Fe：+8/3； S4O62- 中，S：+5/2。
按确定元素氧化值6条规则的先后顺序，就 能正确确定化合物中各元素的氧化值。 例：KMnO4，先确定K，+1； 再确定O，-2； 最后确定Mn，+7。
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第一节 氧化还原反应
三、氧化还原反应方程式的配平
例： KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O 1. 写出离子方程式
MnO4- + Cl- → Mn2+ + Cl2 ＋H2O 2. 根据氧化还原电对，拆成两个半反应
还原反应：MnO4- + H+ → Mn2+ + H2O
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3
教学基本要求
1. 掌握电池组成式的书写，了解电极电位产生的 原因，熟悉标准电极电位概念，掌握用标准电 极电位判断氧化还原反应的方向。掌握离子— 电子法配平氧化还原反应式。
大学化学 第5章氧化还原反应课件
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电化学上规定标准氢电极的电极电势为零，即 φθ(H+/H2) = 0.0000V。
在原电池中，当无电流通过时两电极之间的电势差 称为电池的电动势，用E表示。当两电极均处于标准 状态时称为标准电动势，用Eθ表示，即
E=φ(+) -φ(-) 或者 Eθ=φθ(+) -φθ(-)
例如：将标准锌电极与标准氢电极组成原电池，
氧化能力逐渐增强
φθ (V) -2.714 -0.763 0.0000 0.342 0.401 2.866
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第五章 氧化还原反应
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5.3.3 原电池电动势与吉布斯函数变
根据热力学原理，恒温恒压下系统吉布斯函数变(rGm)的降低 值等于系统所能作的最大有用功：
G = Wmax 在原电池中，系统在恒温恒压下做的最大有用功即为电功：
电极反应
Na+/Na
Na+(aq)+e Na(s)
Zn2+/Zn
Zn2+(aq)+2e Zn(s)
H+/H2 Cu2+/Cu O2/OH－ F2/F－
2H+(aq)+2e H2 (g) Cu2+(aq)+2e Cu(s) O2(g)+2H2O+4e 4 OH－(aq)
F2(g)+2e 2F－(aq)
第五章
氧化还原反应
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第五章 氧化还原反应
1
学习要求
1. 掌握氧化还原反应的基本概念和氧化还原方 程式的配平方法
2. 理解电极电势的概念，利用能斯特公式计算 不同条件下的电极电势
3. 掌握电极电势在有关方面的应用 4. 掌握原电池电动势与吉布斯自由能变之间的
原电池中电极反应式的书写
原电池中电极反应式的书写一、原电池电极反应式的书写（一）原则：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（一般是溶液中阳离子在正极上得电子，但也可能是O2在正极上得电子（吸氧腐蚀），或正极本身得电子）总反应式（电池反应）= 正极反应式 + 负极反应式对于可逆电池，一定要看清楚“充电、放电”的方向。
放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。
（二）具体分类判断1.第一类原电池：①两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物)；②电解质溶液，至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应，一般是置换反应；③两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
方法：先找出两极相对活泼性，相对活泼的金属作负极，负极失去电子发生氧化反应，形成阳离子进入溶液；较不活泼的金属作正极，溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应，析出金属或氢气，正极材料不参与反应。
如：Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg。
但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al（Mg与NaOH溶液不反应，Al是两性金属，可以与NaOH溶液反应）。
再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在（得失电子不能同时在同极上发生），不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。
如：Mg、Al在碱性环境中构成的原电池解析：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 - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O正极：6H2O + 6e- =3 H2↑ + 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AlO2-2. 第二类原电池：①两个活动性不同的电极；②任何电解质溶液( 酸、碱、盐皆可)；③形成回路。
这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应，电解质溶液只起导电作用。
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。
《4.1.1 原电池原理》参考课件
学习任务一 原电池工作原理 外电路，电子导体，电子定向移动形成电流
失电子、 氧化反应
e-
负极
正极
Cl- K+
盐桥
含负极金属 阳离子电解 质溶液
含正极金属 阳离子电解 质溶液
负极半电池
正极半电池
得电子、 还原反应
内电路，离子导体，离子定向移 动(正移正，负移+
负极(Zn): Zn -2e - =Zn2+
氧化反应
正极(Cu)：: Cu 2+ +2e - =Cu 还原反应
总反应： Zn + Cu 2+ =Zn 2+ + Cu
硫酸铜溶液
问题1：如图所示的装置能产生持续的电流吗？为什么？
不能。由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面 析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面 析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全 被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。
第四章 电化学基础
第一节 原电池 第一课时 原电池工作原理
学习目标： 1.掌握原电池的结构和工作原理； 2.知道半电池、内电路、外电路等概念； 3.能够写出电极反应式和电池反应方程式； 4.会利用氧化还原反应设计原电池。
旧知回顾 学习任务一 原电池工作原理
锌铜硫酸原电池： 电极反应式：负极( Zn): Zn -2 e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极( Zn): 2H + +2e - =H2 ↑(还原反应)
5. 某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的 物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和
第四章第一节原电池PPT30张
解析 根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路：首
课 时
先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反
栏 目
应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；然后结合
开
原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该
关
用 Cu 作材料，正极要保证 Fe3＋得到负极失去的电子，一
般用不能还原 Fe3＋的材料，如 Pt 或碳棒等，电解质溶液
本
负极反应式___________________________________；
课 时
总反应方程式_________________________________。
栏 目
答案 2H＋＋2e－===H2↑ Fe－2e－===Fe2＋
开 关
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
学习·探究区
第一节
做完实验后，在读书卡片上记录如下：
卡片：NO.28 时间：2012.03.20
实验后的记录：
本
①Zn 为正极，Cu 为负极
课
②H＋向负极移动
时
栏
③电子流动方向为 Zn―→Cu
目 开
④Cu 极有 H2 产生
关
⑤若有 1 mol 电子流过导线，则产
生的 H2 为 0.5 mol ⑥正极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
关
为电能
。
学习·探究区
第一节
[归纳总结]
1．原电池原理是把 氧化反应和还原反应分开 进行，还原
剂在 负 极上失去电子发生 氧化 反应，电子通过导线流向
正 极，氧化剂在 正 极上得到电子发生还原 反应。
本
课 时
2．原电池电极及电极反应特点
6-氧化还原反应
如果电池中各物质均处于标准态：
= + - - = (Cu2+ /Cu) - (Zn2+/Zn)
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16
第16页，共63页。
（1）标准电极电势（ ）
标准氢电极{(H+/H2)}
条 c(H+)=1.0mol.L-1
件
H2(100kPa)
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28
第28页，共63页。
反应的自发方向性
G 0 G 0 G 0
0 0 0
正向自发 逆向自发 平衡状态
G 0 G 0 G 0
0 0 0
正向自发 逆向自发
平衡
任意态 标准状态
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6.4.2 与K的关系
为了统一：电极反应通常写还原式 （+） Cu2+ + 2e = Cu
（-） Zn2++2e=Zn 总反应 （+）-（-） Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+
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第13页，共63页。
（2）原电池的表示法
电池符号书写有如下规定： 负极写在左，正极写在右 金属与溶液之间用“|”隔开表示相界面，
电荷数的配平。
（4）根据得失电子数相等的原则，将两个半反应乘以适
当的系数，相合并，就得到配平的方程式。 注： 如果在配平时有 多氧和少氧的情况，根据介质的酸、
碱性，分别用H2O，OH-或H+,H2O等来补充。 （5）检查：
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氧化还原和电极电势PPT课件
（1）当 [H＋] ＝ 0.10 mol·L-1 时 E ＝ 1.51＋ ──── lg 0.10 8 ＝1.42V
0.05916
5
E ＝ E Θ＋ ──── lg ──────
一、 Nernst方程式及浓度对EOx/Red及E的影响 标准电极电势：只考虑电极本性的影响，故只能用于标准态下的氧化还原反应。 非标准态下，EOx/Red：考虑电极本性、反应物浓度、温度以及溶液的酸度等因素。 Nernst方程式：综合了上述影响因素的计算EOx/Red及E的公式。
1、电极电势的Nernst方程式
（2）电极组成： 正极： Cu │Cu2+ （c1） 负极： Zn │ Zn 2+ （c2） （3）电池组成表示式： （-） Zn │ Zn 2+ （c2） ‖ Cu2+ （c1） │ Cu （+）
三、电池电动势
1、定义 电池电动势是电池正负极之间的瞬时电势差。 2、表示 电池电动势 E＝ E+ - E- E+ ─ 某时刻正极的电势， E- ─ 某时刻负极的电势。
对于任一电极反应
aOx + ne bRed
其电极电势的Nernst方程式为：
E = EΘ + ── ln ───
RT [Ox]a
nF [Red]b
上式─电极电势的Nernst方程式 式中E ─电极电势（V） EΘ ─标准电极电势（V） R ─气体常数(8.314 J·K-1·mol-1) F ─ Faraday常数(96 485 C·mol-1) T ─绝对温度（K） n─电极反应中得（失）电子数（mol） [Ox]a ─电极反应中电对氧化态浓度幂的乘积 [Red]b ─电极反应中电对还原态浓度幂的乘积 电极反应中的固体或纯液体，其活度视为1，气体的浓度用其分压表示 。
电极反应式
解析： 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质 溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成 K2CO3，所以：
复习：
原电池的工作原理：氧化还原反应（本质： 反应物之间有电子转移）
．原电池正负极的判断
一、原电池中电极反应式的书写
列物质 标得失
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。
看环境 配守恒
电极产物在电解质溶液的环境中，应 稳定存在。
两式相加 验总式
两电极反应式相加，与总反应方程 式对照验证
1、列物质，标得失
若两电极为金属电极，根据金属的活泼 性判断出正负极。 负极:失电子（发生氧化反应），生成阳离子， 考虑该阳离子是否与电解质溶液反应。 正极:溶液中阳离子得电子（发生还原反应）。 再找出得失电子的数量。
2、看环境 配守恒
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； 如：碱性介质中生成的H+ 应让其结合 OH- 生成水。 电极反应式要遵守电荷守恒和质量守 恒，得失电子守恒等加以配平。
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－==4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶的原电池，电极 反应式。
NaOH为电解质
－＋4OH－＝AlO －＋2H O Al － 3e 2 2 负极反应式：
正极反应式： 6H2O+6e- =3H2 ↑+6OHH2SO4溶液为电解质