原电池电极反应式的书写

4.设计原电池: (1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个 氧化反应:还原剂-ne- ====氧化产物; 半反应。
还原反应:氧化剂+ne- ====还原产物;
正极反应式+负极反应式=电池的总反应式。
《典例》如何利用Fe+2FeCl3====3FeCl2设计原电池?
提示:该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应:
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标
出正、负极,并写出电极反应式。 正极反应:__________________________________________ ___________________________________________________; 负极反应:__________________________________________ ___________________________________________________。
原电池电极反应式练习
• • • • 1、Mg/HCl/Al 2、Mg/NaOH/Al 3、Cu/HCl/Al 4、Cu/稀硝酸/Al 5、 Cu/浓硝酸/Al 活泼金属不一定做负极，要注意介质的影 响
(2)氢氧燃料电池:
①以氢氧化钾为电解质: 负极:2H2-4e-+4OH-====4H2O(氧化反应); 正极:O2+4e-+2H2O====4OH-(还原反应); 总反应式:2H2+O2====2H2O。 ②以硫酸为电解质: 负极:2H2-4e-====4H+(氧化反应);
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A
B C D
Cu
Zn Cu Cu
Zn
Cu Zn Zn
HCl
CuSO4 CuSO4 ZnCl2
【变式备选】部分铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催 化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: _________________________________________________。
答案:(1)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+
(2)
Fe3++e-====Fe2+(或2Fe3++2e-====2Fe2+)
Cu-2e-====Cu2+
练习 【典例】据报道,锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池,因 为锌电池容量更大,而且没有铅污染。其电池反应为2Zn+O2
====2ZnO,原料为锌粒、电解质和空气,则下列叙述正确的是
正极:O2+4H++4e-====2H2O(还原反应);
总反应式:2H2+O2====2H2O。
• （3）H2/ H+交换膜/O2
• （4） H2/ O2-交换膜/O2 • （5） H2/ 熔融碳酸盐/O2（CO2）
三、发展中的化学电源
1.干电池——一次电池②:
一次性 电池,放电后不能再充电。 (1)特点:属于_______
( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为Zn-2e-====Zn2+
C.正极发生氧化反应 D.电解质溶液肯定是强酸
【解题指南】解答本题要注意以下两点：
(1)电源的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(2)Zn和ZnO都与酸反应。 【解析】选B。Zn与O2的反应中,Zn失去电子发生氧化反应 Zn-2e-====Zn2+,所以Zn作负极,O2在正极,发生还原反应。若电 解质溶液是强酸,电池反应就不是2Zn+O2====2ZnO而是 Zn+2H+====Zn2++H2↑,故选项B正确。
(2)Cu2++2e-====Cu
(3)减弱
(4)D>A>B>C
【变式备选】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电 池,其电池的电极反应式为Zn+2OH--2e-====ZnO+H2O,Ag2O+H2O+ 2e-====2Ag+2OH-。据此判断氧化银是( A.负极,并被氧化 ) B.正极,并被还原
C.负极,并被还原
D.正极,并被氧化
【解析】选B。根据电极反应,活泼金属Zn作负极失电子被氧
4.(2013·聊城高一检测)X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐 溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( )
A.X>Y>Z
C.Y>X>Z
B.X>Z>Y
D.Y>Z>X
【解析】选C。根据原电池原理,负极的金属比正极活泼,可知
Y>X,根据金属活动性顺序和置换反应原理 ,可知X>Z,故有Y>X>Z。
A>B。
【典例】(2012·大纲版全国卷)①②③④四种金属片两两相连
浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②
流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;
③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大 到小的顺序是( A.①③②④ C.③④②① ) B.①③④② D.③①②④
镍镉电池
锂离子电池
NiO(OH)
3.燃料电池:
燃料气体 和_____ 氧气 分别在两个电极上反应将化学能转 (1)特点:_________ 化为电能。 (2)实例——氢氧燃料电池: 氢气 失电子,正极:_____ 氧气 得电子,电解质是氢氧化钾或硫 负极:_____ 酸。
二、原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率:
化,Ag2O作正极得电子被还原。
5.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象
二价金属A 不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题: (1)装置甲中负极的电极反应式是______________________ 。 (2)装置乙中正极的电极反应式是______________________
(2)实例——锌锰电池: 锌 正极:_______, 石墨棒 电解质:_______ 氯化铵 。 负极:___,
2.充电电池——二次电池:
(1)特点:在放电时进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进 行,使电池恢复到放电前的状态。 (2)实例: 电池类型 铅蓄电池 负极 Pb ___ Cd ___ Li ___ 正极 PbO2 ____ 电解质 H2SO4 _____ KOH ____
课前准备
• 1、看笔记复习原电池的构成、工作原理、 正负极的判断 • 2、写出下列化学反应方程式 • （1）镁与盐酸（2）铝与氢氧化钠溶液 • （3）铝与硫酸（4）铝与硝酸 • （5）铜与稀硝酸（6）铜与浓硝酸
【知识备选】电极反应式的书写
(1)一般电极反应式的书写:
(3)实例: 原 理 装置图
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ 负极反应:Zn-2e-====Zn2+ 正极反应:2H++2e-====H2↑
(1)原理:原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶 液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。 (2)实例:实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫 酸铜溶液,形成原电池,加快反应速率。 见《活页》八 第四题
2.比较金属活泼性强弱: (1)原理:一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活 泼金属作正极,发生还原反应。 (2)实例:有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察 到A极溶解,B极上有气泡产生。由原电池原理可知,金属活动性
。
(3)装置丙中溶液的酸性 (填“增强”“减弱”或
“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是__________________。
【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理 ,甲中A 不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性A>B;乙中C极增重,即析 出Cu,则B为负极,活泼性B>C;丙中A上有气体即H2产生,则A为正 极,活泼性D>A,随着H+的消耗,酸性减弱。 答案:(1)A-2e-====A2+
3.用于金属保护: (1)原理:使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。
(2)实例:要保护一个铁制的输水管道,可用导线将其与一块锌
块相连,使锌作原电池的负极。
《典例》在大海中航行的轮船,钢制船壳上常镶
嵌一定量的锌块,目的是什么?
提示:由于锌比铁活泼,在船壳上镶嵌锌块后,形
成铁—锌原电池,锌作负极被腐蚀,从而保护了轮 船不被腐蚀。（俗称牺牲阳极阴极保护法）
氧化反应(负极反应):Fe-2e-====Fe2+。 还原反应(正极反应):2Fe3++2e-====2Fe2+。 故Fe作负极,活泼性比Fe差的材料作正极,如Cu、C等,FeCl3溶 液作电解质溶液。如图:
【变式训练】某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+====Zn2++Cu,该 原电池正确的组成是( 选项 正极 ) 负极 电解质溶液