化学人教版高中必修2原电池电极反应方程式的书写
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。
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。
常见的原电池电极反应式书写汇总
常见的原电池电极反应式书写汇总一次电池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- === 4OH- (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+ 3H2O (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- === 12OH-(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 + 2OH-(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 + 2OH-(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 - === 4Al 3+ (氧化反应) 正极:3O 2 + 6H 2O + 12e - === 12OH - (还原反应)总反应式为:4Al + 3O 2 + 6H 2O === 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 + 8OH - - 6e- === 2AlO2– + 4H 2O (氧化反应) 正极(Mg ):6H 2O + 6e - === 3H 2↑+ 6OH – (还原反应) 化学方程式:2Al + 2OH –+ 2H 2O === 2AlO 2–+ 3H 2↑10、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨 电解液:LiAlCl 4---SOCl 2 ) 负极:8Li - 8e - === 8Li +(氧化反应)正极:3SOCl 2 + 8e - === SO 32- + 2S + 6Cl - (还原反应) 化学方程式:8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 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—PbO 2 电解液:浓硫酸 ) 放电时 负极:Pb -2e -+SO 42- === PbSO 4 (氧化反应)正极:PbO 2 + 2e -+ 4H ++ SO 42- === PbSO 4 + 2H 2O (还原反应)充电时 阴极:PbSO 4 + 2H + + 2e - === Pb + H 2SO 4 (还原反应)阳极:PbSO 4 + 2H 2O - 2e - === PbO 2 + H 2SO 4 + 2H + (氧化反应)总化学方程式:Pb + PbO 2 + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + 2H 2O 2、铁--镍电池:(负极--Fe 、正极—NiO 2电解质:KOH 溶液)放电时 负极: Fe - 2e - + 2OH – === Fe(OH)2 (氧化反应)正极:NiO 2 + 2H 2O + 2e — === Ni(OH)2 + 2OH – (还原反应)充电时 阴极:Fe(OH)2 + 2e - === Fe + 2OH – (还原反应)阳极:Ni(OH)2 - 2e - + 2OH – === NiO 2 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式:Fe + NiO 2 + 2H 2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2 3、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4、负极—石墨 电解质:含Li +导电固体 )放电时 负极:Li – e - === Li + (氧化反应)正极:FePO 4 + Li + + e- === LiFePO 4 (还原反应)充电时 阴极:Li + + e- === Li (还原反应)阳极:LiFePO 4 - e - === FePO 4 + Li+ (氧化反应)总化学方程式:FePO 4 + Li LiFePO 44、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 电解质:KOH 溶液 )放电时负极:Cd - 2e—+ 2OH–=== Cd(OH)2(氧化反应)正极:2NiOOH + 2e- + 2H2O === 2Ni(OH)2+ 2OH– (还原反应)充电时阴极:Cd(OH)2+ 2e- === Cd + 2OH–(还原反应)阳极:2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH- === 2NiOOH + 2H2O (氧化反应)总化学方程式:Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(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:LaNi5H6-6e— + 6OH–=== LaNi5+ 6H2O (氧化反应)正极:6NiOOH + 6e— + 6H2O === 6Ni(OH)2+ 6OH– (还原反应)充电时阴极:LaNi5 + 6e- + 6H2O === LaNi5H6+ 6OH– (还原反应)阳极:6Ni(OH)2- 6e—+ 6OH–=== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式:LaNi5H6+ 6NiOOH LaNi5+ 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn、正极---石墨电解质:浸湿固态碱性物质)放电时负极:3Zn - 6e-+ 6OH–=== 3Zn(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 + 6OH–(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+ 8H2O 3Zn(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+ xLi+ (氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2+ xe- + xLi+=== LiCoO2(还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6+ xLi+ + xe-=== LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2– xe- === Li(1-x)CoO2+ xLi+ (氧化反应)总反应方程式:Li(1-x)CoO2+ LiC6LiCoO2+ Li(1-x)C6燃料电池一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反应为:2H2 + O2=== 2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:H2– 2e- + 2OH—=== 2H2O (氧化反应)正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH— (还原反应)总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2–2e-=== 2H+ (氧化反应)正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应)总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:H2– 2e-=== 2H+ (氧化反应)正极:O2 + H2O + 4e- === 4OH—总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O说明:1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+2、水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+和OH-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-二、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:3O2 + 12e- + 6H20 === 12OH-(还原反应)负极:2CH3OH –12e- + 16OH—=== 2CO32- + 12H2O (氧化反应)总反应方程式:2CH3OH + 3O2+ 4KOH === 2K2CO3+ 6H2O2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e- + 12H+ === 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同)负极:2CH3OH–12e- +2H2O==12H++2CO2(氧化反应)总反应式:2CH3OH + 3O2=== 2CO2+ 4H2O (氧化反应)三、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO+O2=2CO2)1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极:O2+4e-+ 2CO2= 2CO32- (还原反应)负极:2CO + 2CO32- - 4e- === 4CO2(氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:O2 + 4e- + 4H+ === 2H2O (还原反应)负极:2CO–4e- + 2H2O === 2CO2+ 4H+ (氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(还原反应)负极:N2H4+ 4OH—- 4e-=== N2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式:N2H4+ O2=== N2+ 2H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:2O2 + 2H2O + 8e- === 8OH— (还原反应)负极:CH4 + 10OH— - 8e- === CO32- + 7H2O (氧化反应)总反应方程式:CH4 + 2KOH + 2O2=== K2CO3+ 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:2O2 + 8e- + 8H+ === 4H2O (还原反应)负极:CH4 - 8e- + 2H2O === 8H+ + CO2(氧化反应)总反应方程式:CH4 + 2O2=== CO2+ 2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:5O2 + 20e- + 10CO2=== 10CO32- (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 10CO32- === 3CO2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2=== 3CO2+ 4H2O2、酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极:5O2 + 20e- + 20H+ === 10H2O (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 6H2O === 3CO2+ 20H+(氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2=== 3CO2+ 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:5O2 + 20e- + 10H2O === 20OH— (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 26OH—=== 3CO32- + 17H2O (氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2+ 6KOH === 3K2CO3+ 7H2O七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:7O2 + 28e- + 14H2O === 28OH— (还原反应)负极:2C2H6- 28e- + 36OH—=== 4CO32- + 24H2O (氧化反应)总反应方程式:2C2H6+ 7O2+ 8KOH === 4K2CO3+ 10H2O。
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-高一化学(人教版2019必修第二册)
②正极反应式的书写如下: O2+4e-===2O2-,水溶液中 O2-不能单独存在,在碱性溶液中 O2+2H2O+4e-===4OH-。 ③将正、负极反应式相加,若得到总反应式,说明写法正确。
2.给出电极反应式书写总反应方程式 根据给出的两个电极反应式,写出总反应方程式时,首先要使两 个电极反应式的得失电子相等,然后将两式相加,消去反应物和生成 物中相同的物质即可。注意:若反应式同侧出现不能共存的离子,如 H+和 OH-、Pb2+和 SO24-,要写成反应后的物质 H2O 和 PbSO4。
[例 2]在如图所示的装置中,电流表指针发生偏转。下列说法错 误的是( )
A.铁是负极,发生氧化反应 Fe-2e-===Fe2+ B.溶液中 Cu2+向银电极移动 C.一段时间后,银电极质量会增加 D.该装置发生的反应为 Fe+2Ag+===Fe2++2Ag
D [该装置中 Fe 失电子作负极,发生氧化反应,电极反应为 Fe -2e-===Fe2+,故 A 正确;Cu2+向正极银电极移动,故 B 正确;Ag 作正极,电极反应为 Cu2++2e-===Cu,一段时间后,银电极质量会 增加,故 C 正确;该装置发生的反应为 Fe+Cu2+===Fe2++Cu,故 D 错误。]
1.锂电池是一种新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普 遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为 Li +MnO2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ==LiMnO2,下列说法中正确的是( )
A.Li 是正极,电极反应为 Li-e-===Li+ B.Li 是负极,电极反应为 Li-e-===Li+ C.Li 是负极,电极反应为 MnO2+e-===MnO- 2 D.Li 是负极,电极反应为 Li-2e-===Li2+
(3)如把 H2 改为甲烷、KOH 作导电物质,则电极反应式为: ____________________、____________________。
原电池电极反应式的书写 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
C
Fe
CuSO4
Fe + Cu2+=Fe2++ Cu 负极(铁):Fe -2e - = Fe2+ 正极(石墨):Cu2++2e-=Cu
Cu
Ag
AgNO3
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag 负极(铜):Cu - 2e- = Cu2+ 正极(银):2Ag+ + 2e- = 2Ag
Mg AlCu FeFra bibliotekAl Cu
Fe Cu
H2SO4
NaOH
浓HNO3
稀HNO3
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化学电源中电极反应书写的思维模板
①总反应式: 四步法配平离子方程式
陌生的化学电源总反应式会给出。
②负极反应式: (—)还原剂 — ne- = 氧化产物
③正极反应式:
(+)氧化剂 + ne- = 还原产物
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(+) Mg
一步: Al
=AlO2-
二步: Al-3e-
=AlO2-
三步: Al-3e- +4OH-
=AlO2-
×2 四步: Al +4OH- -3e- =AlO2- + 2H2O ×3 正 极: 2H2O +2e- =2OH—+ H2↑
A
Al (-)
NaOH溶液
总反应: 2Al + 2H2O + 2 OH- = 2AlO2- + 3H2↑
水果电池中,水果的作用是什么?
超级柠檬电池
电极材料 铁片、铜片
水果 苹果
铁片、镁条
苹果
高中常见原电池电极反应式书写总结演示教学
高中常见的原电池电极反应式的书写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)总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:Fe–2e-==Fe2+(氧化反应)正极:2H++2e-==H2↑(还原反应)总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(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-OH(还原反应)总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(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)负极:4Al–12e-==4Al3+(氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH(还原反应)总反应化学方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、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)(海洋灯标电池)6、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O(还原反应)总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O7、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-(还原反应)总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)8、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O(氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-(还原反应)总反应化学方程式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):2Al + 8OH-+6e-=2AlO2-+4H2O(氧化反应)正极(Mg):6H2O + 6e-=3H2↑+6OH–总反应化学方程式:2Al + 2OH-+ 2H2O =2AlO2-+ 3H2↑10、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + 正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-总反应化学方程式8Li+3SOCl=== Li SO+6LiCl +2S放电时:负极:Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:Cd-2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)2正极:2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2精品文档3、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO2、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)24、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====== LiFePO45、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 ==2 Fe (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 + 8H2O 3Zn(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)+ LiC LiCoO+ Li(1-x)C总反应方程式Li(1-x)CoO1、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反应为:2H2+ O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质,有下列四种情况,但总反应式均相同:(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:2H2–4e-+ 4OH—=== 4H2O 正极:O2+ 2H2O + 4e-=== 4OH—总反应方程式: 2H2+ O2=== 2H2O(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2–4e-=== 4H+正极:O2+ 4H++ 4e-=== 2H2O总反应方程式2H2+ O2=== 2H2O(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:2H2–4e-=== 4H+正极:O2+ 2H2O + 4e-=== 4OH—总反应方程式2H2+ O2=== 2H2O精品文档(4)电解质为熔融K2CO3(盐)负极:2H2–4e-+2CO32-=== 2CO2↑+2H2O 正极:O2+ 4e-+2CO2=== 2CO32—总反应方程式2H2+ O2=== 2H2O说明:1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、水溶液中不能出现O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-—4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-2、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:3O2 + 12e-+ 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH –12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O 总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O总反应离子方程式:2CH3OH + 3O2 + 4OH-=== 2CO32-+ 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO2总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO +O2 =2CO2)(1)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO入负极,空气与CO2的混合气入正极)正极:O2 +4e-+2CO2 =2CO32-负极:2CO+2CO32-–4e-==4CO2(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O 负极:2CO –4e-+ 2H2O== 2CO2+4H+4、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:O2+ 2H2O + 4e-== 4OH—(还原反应)负极:N2H4+ 4OH—- 4e-== N2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式N2H4+ O2=== N2+ 2H2O4、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:2O2+ 2H2O + 8e-== 8OH—负极:CH4+ 10OH—-8e-== CO32-+ 7H2O总反应方程式:CH4+ 2KOH+ 2O2=== K2CO3+ 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:2O2+ 8e-+ 8H+ == 4H2O 负极:CH4-8e-+ 2H2O == 8H+ + CO2总反应方程式CH4+ 2O2=== CO2+ 2H2O5、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1.电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:5O2+ 20e-+ 10CO2== 10CO32- (还原反应)负极:C3H8-- 20e-+ 10CO32-== 3CO2+ 4H2O (氧化反应)精品文档。
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⾼中常见的原电池电极反应式的书写书写过程归纳: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)。
巧⽤⽔,配个数(通常介质为⽔溶液,可选⽤⽔配平质量守恒)书写电极反应式应注意以下⼏点1.电极反应是⼀种离⼦反应,遵循书写离⼦反应的所有规则(如“拆”、“平”);2.将两极反应的电⼦得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去⼀极反应即得到另⼀极反应;3.负极失电⼦所得氧化产物和正极得电⼦所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32–形式存在);4.溶液中不存在O2–:在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与⽔结合成OH–。
⼀次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—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H2CO3 弱酸性) (析氢腐蚀)总离⼦⽅程式负极:正极:3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) (吸氧腐蚀)总化学⽅程式:负极:正极:4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液NaCl溶液、O2)总化学⽅程式:负极:正极: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、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)总化学⽅程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+2 MnOOH负极:正极:7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )总化学⽅程式:负极:正极:8、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)总反应式为:9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)化学⽅程式:负极:正极:10、锂电池⼀型:(负极--⾦属锂、正极--⽯墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)化学⽅程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S负极:正极:⼆次电池(⼜叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO 2 电解液— 浓硫酸)总化学⽅程式放电时负极:正极:2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)总化学⽅程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O放电 Fe (OH)2 + Ni(OH)2 放电时负极:正极:3、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—⽯墨,含Li +导电固体为电解质)总化学⽅程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 4放电时负极:正极:4、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)总化学⽅程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2放电时正极:5、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合⾦、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )总化学⽅程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 放电LaNi 5 + 6Ni(OH)2放电时正极:6、⾼铁电池:(负极—Zn 、正极---⽯墨、电解质为浸湿固态碱性物质)总化学⽅程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电时正极:燃料电池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。
原电池电极反应式的书写
原电池电极反应式的书写书写电极反应首先将原电池分为两类:(注意,这是我们书写电极反应进行的分类,不是课本上对原电池进行的分类,课本将原电池分为一次、二次)燃料电池(可燃物+O2),非燃料电池。
(1)非燃料电池:普通氧化剂+普通还原剂步骤:先写负极,总反应—负极=正级(高考只要考到这一定是新的,因为电池在不断更新)例:3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+4KOH+2Fe(OH)3复习(水溶液中)负:Zn →Zn2+ZnO Zn+2OH--2e-=== ZnO+H2OZn(OH)2Zn+2OH--2e-=== Zn(OH)2(注意不要死记)负极:3Zn+6OH--6e-=== 3Zn(OH)2(计量系数要么最简整数比,要么与方程式中的一致)正级:2FeO42-+8H2O==10OH-+2Fe(OH)3练习:写出分别以金属铝,鎂为电极,以氢氧化钠为电解质溶液组成原电池的电极反应。
(活波金属作负极是相对于电解质溶液)总反应式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑负极:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O正极:(2)燃料电池(可燃物+O2):步骤先写正极,总反应—正极=负级1、以CH3OH、O2、KOH组成的原电池分步:2CH3OH+3O2 ==2CO2+ 4H2OCO2+2KOH===K2CO3+H2O总反应:2CH3OH+3O2+4OH-=== 2CO32-+6 H2O正极:O2+ 2H2O+ 4e-===4OH-(死记,及吸氧腐蚀正极反应,分两步:O2+ 4e-==2O2-,O2-+H2O ==2OH-)负极:总反应—正极2、电解质溶液改为稀H2SO4总反应:2CH3OH+3O2 ==2CO2+ 4H2O正极:(O2+ 2H2O+ 4e-===4OH-4OH-+4H+=== 4H2O)O2+4H++ 4e-===2H2O负极:总反应—正极2、(高考中大量的电解质是溶液,是热点,也可能电解质为熔融,为冷点)a固体电解质,熔融氧化物a固体电解质,熔融氧化物正极:O2+ 4e-==2O2-负极:总反应—正极b固体电解质,熔融碳酸盐正极:(O2+ 4e-==2O2-,O2-+ CO2=== CO32-,CO2是熔融碳酸盐分解产生的)O2+ 2CO2+ 4e-====2 CO32-负极:总反应—正极3、可逆电池:例将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
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。
(完整word)人教高中化学必修二第二章第二节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。
原电池电极反应和电池反应方程式的书写
负极:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+ 正极:O2+4H++ 4e-=2H2O
书写对于有H、O参与的原电池电极反应式的基本思路是什么?
H2在酸性介质中放电生成H+,在碱性介质中放电,与OH-结合生成H2O; O2在酸性介质中放电与H+结合生成H2O,在碱性介质中放电生成OH-
添加标题
03
负极:2H2 - 4e- =4H+
添加标题
04
总反应式:2H2 + O2 =2H2O
添加标题
CH4燃料电池(碱性介质) 正极:2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH- 负极:CH4 -8e- + 10OH- =CO32- + 7H2O 总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- =CO32- + 3H2O
碱性锌猛电池的电极反应式和电池反应式: 负极: Zn + 2OH- - 2e-→ Zn(OH)2 正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e- →2MnOOH +2OH- 电池反应: Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH
[质疑]
为什么负极反应式不写成: Zn- 2e- → Zn2+ 而将产物写为Zn(OH ) 2? 为什么MnO2中的氧是与 H2O结合生成OH- 而不是与H+结合成生成水? 如果正极反应式直接书写困难,还可以用什么方法书写正极反应式?
发生失电子 的氧化反应
发生得电子 的还原反应
电流:
负极 正极
电子:
正极 负极
6-1-2原电池电极方程式的书写讲义下学期高一化学人教版必修第二册
原电池中电极反应式的书写一、电极反应方程式的书写方法(1)定:写出原电池的总反应方程式。
对于干电池、蓄电池和锂离子电池等,题目一般会给出总反应方程式,此步骤可忽略。
对于燃料电池,总反应方程式与燃料燃烧方程式基本一致,但需要根据电解质的酸碱性对产物进行判断。
例如,甲醇燃料电池在酸性条件下产物为CO2,而在碱性条件则为CO32-。
碱性:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O酸性:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O对于下列装置中,则需要判断究竟是哪个极板与电解质溶液反应。
在左侧装置中,铝片遇到浓硝酸会钝化,因此总反应为Zn+4H++2NO3-=Zn2++2NO2↑+2H2O;在右侧装置中,铝片可与NaOH反应,因此总反应方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑。
(2)拆:可以将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应,分别作为负极和正极的电极反应。
正极:氧化剂+ne-= 还原产物负极:还原剂-ne-= 氧化产物有时氧化还原反应的氧化剂、还原剂、还原产物或氧化产物不确定,那么在此步骤中可先不写,只写出确定的物质即可。
例如,2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,还原剂为Al,还原产物为H2,氧化产物为AlO2-,而氧化剂不确定(可能是H2O或2OH-)。
此时,正极反应只需要写成“+2e-= H2↑”即可。
转移电子数目可以由化合价变化数目确定。
(3)配:根据电荷守恒和原子守恒进行配平。
首先,根据电荷守恒进行配平。
在酸性环境中,可通过添加H+实现电荷守恒;在碱性环境中,主要通过添加OH-实现电荷守恒;在固体电解质中,则通过添加电解质离子实现电荷守恒。
例如,2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,反应发生在碱性环境中,正极反应为“+2e-= H2↑”,为实现电荷守恒,可在右侧加两个氢氧根,即“+2e-= H2↑+2OH-”。
最后,根据原子守恒添加一些中性粒子,例如H2O。
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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
CoO2+LiC6放电LiCoO2+C6,下列说法正确的是()
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。