电极反应式和总反应式的书写规范标准[详]
电极反应式的书写原则
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---。
高中常见电极反应式的书写汇总
电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H+ + 2e- == H2↑负极:Zn—2e- == Zn2+总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+负极:Cu —2e- == Cu2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2Fe—4e- == 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2F e(O H)2↓4.钢铁在潮湿的空气中发生析氢腐蚀正极:2H+ +2e- == H2↑负极:Fe —2e- == Fe2+总反应式:Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑5.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O6.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O7.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e- + 4OH- == 4H2O总反应式:2H2 + O2 == 2H2O8.铅蓄电池(放电)正极(PbO2) :PbO2 + 2e- + 24SO-+ 4H+ == PbSO4↓+ 2H2O负极(Pb) :Pb—2e- + 24SO-== PbSO4↓总反应式:Pb + PbO2 + 4H+ + 224SO-== 2PbSO4↓+2H2O9.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- == 3H2↑+ 6OH-负极:2Al —6e- + 8OH- == 22AlO-+ 4H2O总反应式:2Al + 2OH- + 2H2O == 22AlO-+ 3H2↑10.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-负极:CH4—8e- + 10OH- ==23CO-+ 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == 23CO-+ 3H2O 11.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- == 223CO-(持续补充CO2气体)负极:2CO + 223CO-—4e- == 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO212.银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-负极(Zn) :Zn + 2OH-—2e- == ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag二、电解电极反应方程式1.电解CuCl2溶液阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:2Cl- + Cu2+ ==== Cl2↑ + Cu2.电解精炼铜阳极(粗铜):Cu —2e- == Cu2+阴极(纯铜) :Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无3.电镀铜阳极(纯铜):Cu—2e- == Cu2+阴极(待镀金属,如Fe):Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无4.电解饱和食盐水阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:2H2O + 2e- == H2↑ + 2OH-总反应式:2Cl- + 2H2O ==== H2↑+ Cl2↑ + 2OH-5.电解HCl溶液阳极:2Cl- - 2e- == Cl2↑阴极:2H+ + 2e- == H2↑总反应式:2Cl- + 2H+==== Cl2↑ + H2↑6.电解NaOH溶液阳极:4OH-—4e- == O2↑ + 2H2O阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O ==== 2H2↑+ O2↑7.电解H2SO4溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H+ +4e- == 2H2↑总反应式:2H2O ==== 2H2↑ + O2↑8.电解KNO3溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O ==== 2H2↑ + O2↑9.电解CuSO4溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+电解电解电解电解电解电解阴极:2Cu2+ + 4e- == 2Cu↓总反应式:2Cu2+ + 2H2O ==== 2Cu↓+ O2↑+ 4H+ 10.电解AgNO3溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:4Ag+ + 4e- == 4Ag↓总反应式:4Ag+ + 2H2O ==== 4Ag↓+ O2↑ + 4H+ 11.铅蓄电池充电阳极:PbSO4—2e- + 2H2O == PbO2 +24SO-+ 4H+阴极:PbSO4 + 2e- == Pb + 24SO-总反应式:2PbSO4 + 2H2O ==== Pb + PbO2 + 4H+ +224SO-B2H6(g) + 3O2(g) ==== B2O3(s) + 3H2O(l);ΔH = - 2165 kJ·mol-1电解电解电解。
(完整版)电池电极反应式或总反应式的书写
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-===2AlO-2+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+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:2FeO2-4+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
原电池电极反应式书写技巧规则
原电池电极反应式书写技巧规则原电池电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考考查的重点和热点之一,现就如何正确书写电极反应式小结如下:一、原电池工作原理原电池反应属于氧化还原反应,区别于一般的氧化还原反应的是:电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移.两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路形成电流,使两个电极反应不断进行,实现化学能向电能的转化.从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池是氧化反应、还原反应分别在两个电极上进行.二、原电池构成条件(1)反应为自发的氧化还原反应,这是原电池形成的前提.(2)电极材料:由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成.(3)两电极必须浸泡在一定的电解质溶液中.(4)两电极之间形成闭合回路.只要具备以上四个条件就可构成原电池.可以提供持续而稳定的电流.1.电极材料构成:①.活泼性不同的金属.如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;②.金属和非金属(非金属必须能导电).如锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;③.金属与化合物.如铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;④.惰性电极.如氢氧燃料电池,电极均为铂.2.电解质选择:电解质溶液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应.3.正负极判断:①.还原剂作负极.负极材料或还原剂在负极材料上失去电子,发生氧化反应;②.氧化剂作正极.正极材料或氧化剂在正极材料上得到电子,发生还原反应.注意电极材料与氧化剂还原剂的关系:电极材料可能是氧化剂和还原剂,也可能是仅起导电作用的材料.电子由负极流出,经外电路流向正极,电流由正极出发经外电路流向负极. 溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.注意:原电池负极的判断应根据其本质进行判断:较易与电解质溶液反应的电极是原电池的负极,不能一味根据金属的活泼性进行判断.三、原电池电极反应方程式书写规则1.从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成为一个原电池.其中还原剂失电子作电池的负极,氧化剂得电子作电池的正极.2.转移电子数目.根据所含元素在反应前后化合价变化情况而定:负极所含元素化合价升高了几价,一个原子就失去几个电子;正极所含元素化合价降低了几价,一个原子就得到几个电子.3.注意原子得失电子后所产生的新粒子在电解质溶液中存在形式的变化规律.①H+:在中性、酸性溶液中,仍为H+;在碱性溶液中,H+结合OH-生成H2O;②O2-:在酸性溶液中,O2-结合H+生成H2O,O2-+2H+H2O;在中性、碱性溶液中,O2-结合H2O 生成OH-,O2-+H2O2OH-;③CO2:在中性、酸性溶液中,仍为CO2 ;在碱性溶液中,CO2结合OH-生成CO2-3,CO2+2OH-CO2-3+H2O.④金属阳离子:可能会结合电解质溶液中的某些阴离子生成其它离子或难溶性物质.4.原电池的总反应式是正极反应式和负极反应式的叠加和.遵循电子守恒:负极反应失去的电子总数等于正极反应得到的电子总数.5.原电池的总反应式、电极反应式,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒.例1甲烷燃料电池,碱溶液为电解质溶液.解析自发的氧化还原反应为CH4与O2反应.O2为氧化剂得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得4e-产生的O2-与H2O结合生成OH-,故正极反应式为:O2+4e-+2H2O4OH-.CH4为还原剂失电子参与负极反应,碳元素化合价由-4价变为+4价,1 mol CH4失去8 mol电子,C转化成CO2在碱性条件下以CO2-3形式存在,产生的H+在碱性条件下结合OH-生成H2O.再根据碳原子守恒(配平CO2-3化学计量数)、电荷守恒(配平OH-化学计量数)、氢原子守恒配平,即可得到负极反应式.或者可用总反应式减去正极反应式(遵循电子守恒)得负极反应式:CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O.总反应式为为:CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O.例2铅蓄电池(放电)解析自发的氧化还原反应为Pb和PbO2反应.Pb为还原剂失电子做负极,Pb由0价变为+2价,Pb失去2个电子生成Pb2+,Pb2+结合溶液中的SO2-4生成PbSO4.负极电极反应式为:Pb-2e-+SO2-4PbSO4;PbO2为氧化剂做正极,铅元素化合价由+4价变为+2价,得2e-变为Pb2+,Pb2+结合溶液中的SO2-4生成PbSO4,产生的O2-在酸性溶液中结合H+生成H2O.所以正极电极反应式为:PbO2+2e-+SO2-4+4H+PbSO4+2H2O.总反应式:Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O.练习1有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内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,试写出该电池的电极反应式.练习2甲醇燃料电池,碱或酸作为电解质,试写出其电极反应式.就打造高三化学高效复习课堂的一点设想。
原电池两极反应式和总反应式书写技巧
原电池两极反应式和总反应式书写技巧摘要:本文介绍书写原电池两极反应式和总反应式步骤,第一步确定正负极,第二步两极反应式和总反应式书写技巧,以及应用实例。
关键词:原电池两极反应式总反应式原电池两极反应式和总反应式书写是高中教学的重点和难点,这块知识每年高考必考,所以又是热点。
本人长期教学,总结了原电池两极反应式和总反应式书写技巧,以飨读者。
1.书写步骤原电池的本质是能够自发进行的氧化还原反应,只是把氧化反应和还原反应设在两处,即正极和负极,其总反应式与一般氧化还原反应方程式相同。
第一步:正、负极确定:正极是得电子一极,要确定在正极上是正极本身得电子,还是通入到正极上物质得电子,或电解质溶液中某微粒在正极上得电子。
负极是失电子一极,要确定在负极上是负极本身失电子,还是通入到负极上物质失电子,或电解质溶液中某微粒在负极上失电子。
第二步:正极反应式书写:确定好在正极上的具体物质得电子(得电子多少可根据元素化合价变化)生成的微粒,如果该微粒不能与电解质溶液中微粒反应,则直接写成该微粒,如果该微粒能与电解质溶液中微粒反应,则反应式中补上电解质溶液中微粒,并写成新生成的物质。
负极反应式书写:确定好在负极上的具体物质失电子(失电子多少可根据元素化合价变化)生成的微粒,如果该微粒不能与电解质溶液中微粒反应,则直接写成该微粒,如果该微粒能与电解质溶液中微粒反应,则反应式中补上电解质溶液中微粒,并写成新生成的物质。
总反应式书写:总反应式可根据电子得失相等,将正、负两极反应式相加得出;或直接写出其一般氧化还原反应方程式。
说明:(1)在正负极上生成的微粒,若该微粒是O2-离子,则可与酸溶液中H+离子反应生成H2O,与碱溶液中H2O反应生成OH-离子。
若该微粒是H+离子,则可与碱溶液中OH-离子反应生成H2O。
(2)燃料电池负极反应式的书写:若电解质是酸溶液,负极反应式应写成:含氢非金属燃料-e-+H2O→非金属氧化物+H+(未配平),若电解质是碱溶液,负极反应式应写成:含氢非金属燃料-e-+OH-→非金属含氧酸根离子+H2O (未配平)。
原电池电极反应的书写
负极: 总反应-正极反应:
2CH4+ 10OH- - 8e- =CO32-+7H2O
小结
原电池电极反应式的书写注意事项: (1)负极发生氧化反应,正极发生还 原反应。 (2)要注意溶液的酸碱性,适当的在 电极方程式两边添加H+、OH—、H2O, 以遵循电荷守恒和质量守恒。 (3)要注意电极反应产物是否与电解 质溶液发生反应。
4、有些生成物与电解质之间能继续反应 的需要写出最终的反应式
2、请写出右边原电池的电极方程式。
A
Mg
Al
总反应方程式:
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
拆成离子方程式:
2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑
NaOH溶液
根据化合价升降判断正负极
负极:Al失e- 2Al - 6e- = 2Al3+
2Al3+ + 8OH-=2AlO2-+ 4H2O 负极总反应: 2Al +8OH- -6e-=2AlO2- + 4H2O
正极:总反应-负极反应: 6H2O +6e- =6OH—+ 3H2↑
二、燃料电池
燃料电池的写法总反应: 实际上就是燃料的完全燃烧。 负极(通入燃料): 为燃料失去电子的氧化反应。 正极(通入氧化剂): 为氧化剂得到电子的还原反应。
练习
1、有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH 溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃 烧,则下列说法正确的是( )
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole②负极上CH4失去电子,电极反应式:
燃料电池电极方程的书写
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C σO sp2
键角接近120°
CO
δ+ δ
CO
11
3.但由于碳和氧的电负性不同,所以碳氧双键是极性键,π电子向氧偏移;结 果氧带部分负电荷(δ-),碳带部分正电荷(δ+);这一点与碳碳双键不同。 碳氧双键中的π键易受到亲核试剂进攻,发生亲核加成反应。
• 3. 根据羰基的数目:一元;多元
• 4. 根据两个羰基是否相同:单酮;混酮
8
二、醛和酮的命名
(一)普通命名法 (二)系统命名法 (1.选主链;2.主链编号;3.取代基处理)
CH3 O CH3CHCH2CCH3
4-甲基-2-戊酮
CH3 CH3CHCH2CHO
3-甲基丁醛
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三、醛酮的结构
1. 醛和酮都称为羰基化合物,在化学性质上 也有相似之处。
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4、受羰基的影响,α碳上的氢原子较为活 泼,易发生取代反应;还可发生缩合反应。
O CC H
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• 5. 羰基也可发生氧化还原反应等。 • 要注意醛酮的相似性质和不同之处。 • 要注意结构特别是空间结构对化学性质的
影响。
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3. 加醇
• 醇作为含氧的亲核试剂,可以与醛发生加 成反应,但需要干燥HCl催化。生成的产物 称为半缩醛:
燃料电池正极反应式: O2+4H++4e-===2H2O ② ①-②×,2 得负极反应式:C_H__4_-__8_e_-_+__2_H__2O__=_=_=_C。O2+8H+
化学电极方程式书写攻略
O2+2CO2+4e-=2CO
2 3
。
第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式=电池正极
反应式+电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应,有:电池的总反应式-电池正极反应式=电池
负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物 O2。 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法:
电池总反应:CH4+2O2=CO2+2H2O。正极电极反应式:O2+2CO2+4e-=2CO
2 3
。
电池总反应-正极电极反应式得负极反应式:CH4+4CO
2 3
-8e-=
5CO2+2H2O
四、可充电电池电极反应式的书写
书写可充电电池电极反应式,一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电 的电极反应式时,一般要遵守三步:
化学电极方程式书写攻略
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。
三、燃料电池电极反应式的书写
燃料电池电极反应式的书写
燃料电池的分类
一、燃料电池的分类
1、按燃料电池的运行机理分。
分为酸性燃料电池和碱性燃料电池 2.1碱性燃料电池(AFC) 2.3磷酸燃料电池(PAFC) 2.4熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 2.2质子交换膜燃料电池(PEMFC) 2.5固体氧化物燃料电池(SOFC)
2. 按电解质的种类不同,有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质
燃料电池电极反应式的书写方法二
第一步,先写出燃料电池的总反应方程式 第二步,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。
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。 氢氧燃料电池,其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解 质溶液的酸碱性变化而变化,即2H2+O2=2H2O 含碳元素的可燃物,其电池总反应方程式就与电解质的状态和 电解质溶液的酸碱性有关 如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O,即 CH4+2O2=CO2+2H2O;在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O,即 CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
⑴电解质为酸性电解质溶液(如稀硫 酸)
在酸性环境中, O2- 离子不能单独存在,可供 O2离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结 合H+离子生成H2O。这样,在酸性电解质溶液中, 正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
例2、科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要 途径,美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇 燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂,在稀硫酸电 解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空 气。试回答下列问题: ⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式 2+4H2O 是 2CH3OH+3O2=2CO 。
电化学方程式的书写
电化学方程式的书写一、加减原则:在电子得失守恒的情况下,两个电极反应式叠加,会得到电极总反应式(注意:若电解质为弱电解质,在相加时应把离子改为相应的弱电解质)。
故书写时,可以先写总反应式和较简单的电极反应式,再利用总反应式减去较简单电极反应式得到较复杂电极反应式。
二、以氧气为助燃剂的燃料电池电极方程式的书写原则:1.先写出电极总反应式;2.再写出氧气所在电极(正极)的电极方程式:酸性:O2+4H++4e-=2H2O中性和碱性:O2+2H2O+4e-=4OH-3.最后利用总反应式减去正极反应可得到负极的电极方程式。
三、得氧失氧原则:得氧时,在反应物中加H2O(电解质溶液为酸性)或OH-(电解质溶液为碱性或中性);失氧时,在反应物中加H2O(电解质溶液为碱性或中性)或H+(电解质溶液为酸性)。
如“纽扣”电池的电解质溶液为KOH溶液,其总反应式为:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,负极Zn→Zn(OH)2,根据得氧原则,负极反应式为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,正极Ag2O→Ag,根据失氧原则,正极反应式为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
四、逆向原则:对于可充电电池的电极反应而言:充电时阴极反应,为放电时负极反应的逆反应;充电时阳极反应,为放电时正极反应的逆反应。
五、信息原则:仔细阅读题中所给出的信息,并以题中所给信息为准书写方程式。
六、背诵原则:对于必修2,选修5教材所出现的电极反应,如果不能理解记忆,那就请同学们背下来。
当堂练习:1.铅蓄电池,总反应方程式为:(1)放电时电极反应正极:____________________ ____ ____ _____ ___ ______。
负极:______________________ __ _______ ____ ____ ___。
(2)充电时电极反应阴极:____________________ ____ ____ ____ ____ ______。
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。
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。
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电极反应式书写大全1、原电池的电极和电极反应:正极:符号“+”,到电子,发生;是剂负极:符号“-”,去电子,发生;是剂2、电解池的电极和电极反应:(1)阴极:连接电源的极,发生反应的电极。
溶液中的阳离子移向阴极,性强的离子优先发生还原反应。
(2)阳极:连接电源的极,发生反应的电极。
①用惰性电极(石墨、Pt等)作阳极,溶液中的离子移向阳极,性强的离子优先发生氧化反应。
②用活泼金属(如Fe、Cu等)作阳极,电极本身发生反应变成离子进入溶液:M一ne—=Mn+阴极:发生反应氧化性强的先反应Au3+>Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+> H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极:发生反应还原性强的先反应活性金属>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>O2-> F—特别提醒:要注意在水溶液中有些离子不发生放电注意:(1)阳极若是活性电极,则是活性电极失去电子被氧化,若为惰性电极则考虑阴离子放电(2)阴极任何时候都是阳离子放电方法一:①两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。
由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。
解析:CH3OH+O2→CO2+H2O 但:CO2在碱性环境中不存在,会与OH-反应生成CO32-总反应:正极反应式为:由于电解质溶液为碱性,所以正极的产物不再进一步反应,则负极的反应式为总反应方程式减去正极的反应式得到负极反应式为:16、a、b、c、d都为惰性电极,填空:M为极,N为极,a极上的电极反应为:b 极上的电极反应为:总方程式为:c极上的电极反应为: d极上的电极反应为:总方程式为:17、右图为以惰性电极进行电解:(1)写出A 、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式:A:____ _,B:_______________,总反应方程式:__________ _;C:__________ _,D:______________,总反应方程式:___________________________;18、甲烷-氧气燃料电池,该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气。
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电极反应式和总反应式的书写规
关于高中化学的电化学部分一直是高中化学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容书写也不是很规,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)。
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。
二、电极反应式和总反应式的书写规则
1、电极反应式的书写规则
(1)原电池放电时的正、负极(或电解池电解时的阴、阳极)的电极反应式中各微粒的化学式均严格按照离子方程式的书写规则进行书写(即除了易溶且易电离的物质才可拆成离子形式,其它物质一律只写成化学式)。
(2)电极反应式不仅写出被氧化和被还原的物质及其产物外,还须包括该极区周围电解质溶液中参加了离子反应的微粒在。
(注意:由于盐类的水解程度一般很小,因此可不考虑某些离子的水解反应)
(3)原电池放电时的正、负极(或电解池电解时的阴、阳极)的电极反应式都应满足氧化还原反应的电子得失守衡。
例1:氢氧燃料电池
(1)在KOH溶液的强碱性介质中
负极:2H2- 4e -+ 4OH -= 4H2O
↑↑
(被氧化物质)(负极区溶液中的OH-和氧化产物H+反应)
正极:O2+ 4e -+ 2H2O = 4OH -
↑↑
(被还原物质)(正极区溶液中的H2O和还原产物反应)
(2)在盐酸的强酸性介质中
负极:2H2- 4e -= 4H+
正极:O2+ 4e -+ 4H+= 2H2O
↑↑
(被还原物质)(正极区溶液中的H+和还原产物反应)例2:用惰性电极电解
(1)Na2SO4溶液:
阳极:2H2O - 4e-= 4H++ O2↑(导致阳极区周围溶液呈酸性)
阴极:4H2O + 4e-= 2H2↑+ 4OH-(导致阴极区周围溶液呈碱性)
(当溶液中阳极产物H+和阴极产物OH-在溶液中相遇发生反应H++ OH- = H2O,最终溶液呈中性)
(2)H2SO4溶液:
阳极:2H2O - 4e -= 4H++ O2↑
阴极:4H++ 4e -= 2H2↑
2、总反应式的书写规则
(1)将原电池放电时的正、负两极(或电解时的阴、阳两极)的电极反应式相加所得的和即为总反应式(这里系指狭义的总反应式)。
(2)电解质溶液中来自两极的电极反应所分别产生的离子,在溶液中相向迁移,相遇并相互发生的离子反应,可单独书写离子方程式,当然也可写入总反应式而得到广义的总反应式(由于这些离子反应的化学计量数关系和电极反应式是一致的)。
上述例1的电池总反应式均为:2H2+ O2= 2H2O;
而例2的广义总反应式均为:2H2O 2H2↑+ O2↑
(3)以上所得的总反应式一般为离子方程式,也可改写成对应的化学方程式。
三、教材中相关容的规书写
1.铅蓄电池:
(1)放电时:
负极:Pb - 2e-+ SO42-= PbSO4
↑↑
(被氧化物质)(负极区溶液中的SO42-和氧化产物Pb2+反应)正极:PbO2+ 2e-+ 4H++ SO42-= PbSO4+ 2H2O
↑↖↗
(被还原物质)(正极区溶液中的H+、SO42-和还原产物反应)(2)充电时:
阳极:PbSO4+ 2H2O - 2e-= PbO2+ 4H++ SO42-
阴极:PbSO4+ 2e-= Pb + SO42-
总反应式为:Pb + PbO2+ 2H2SO42PbSO4+ 2H2O
2.电解饱和食盐水:
阳极:2Cl-- 2e-= Cl2↑
阴极:2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-(导致阴极区周围溶液呈碱性。
此处教材里书写不规)
总离子反应式:2Cl-+ 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH-
总化学方程式为:2NaCl + 2H2O Cl2↑ + H2↑+ 2NaOH
四、下列实例,以作规参考和对照比较
例1:将用导线相连的表面已经过活化的铂电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入CH3OH和O2,构成甲醇燃料电池。
该电池的电极反应式和总反应式分别为:
负极:2CH3OH - 12e-+ 16OH-= 2CO32-+ 12H2O
正极:3O2+ 12e-+ 6H2O = 12OH-
电池总反应式为:2CH3OH + 3O2+ 4OH-= 2CO32-+ 6H2O
例2:用电化学方法制备KIO3的原理是:以石墨电极为阳极,不锈钢电极为阴极,用KI溶液(加入少量K2Cr2O7)为电解质溶液,在一定电流强度和温度下进行电解,其电解总反应式为:
KI + 3H2O KIO3+3H2↑。
其两极反应式为:
阴极:6H2O + 6e-= 3H2↑+ 6OH-
阳极:I-+ 3H2O - 6e-= IO3-+ 6H+
例3:银器皿日久表面逐渐变为黑色,这是由于生成了Ag2S,有人设计用原电池原理除去银器表面黑色,让其重放光彩。
其处理方法是: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,黑色会逐渐褪去而银却不会损失。
该原电池中:
负极:2Al - 6e-= 2Al3+
正极:3Ag2S + 6e-= 6Ag + 3S2-
该电池总反应式(广义)为:2Al + 3Ag2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑+ 6Ag(包括正、负极产物Al3+和S2-在溶液中的双水解反应:2Al3++ 3S2-+ 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑在)
五、电极反应式和总反应式的书写规的必要性
作为一门基础科学的教材,首先要注重规。
虽然教材在原有的基础上也在逐渐修正,但还须及时和加强。
其次,教师在教学过程中更要力求化学用语的规化书写,要讲清概念、定义、原理的涵和外延,并加强巩固和训练,
提高学生书面语言的准确性、规性,让学生养成认真严谨的科学态度,减少学生因文字和化学用语表达不具体、不规等非智力因素而造成不必要的失误。