常见化学电源及电极反应式的书写
电极反应式的书写
电极反应式的书写电极反应式是化学反应中,在电极上发生的物质转化过程的化学方程式。
它反映了在电化学反应过程中,电子的转移情况以及物质的氧化还原过程。
书写电极反应式的基本步骤如下:1. 确定电极类型:根据实验条件和反应体系,确定电极的类型,如阳极、阴极或参比电极。
2. 分析反应体系:分析反应体系中的物质种类和浓度,以及它们在反应过程中的氧化还原性质。
3. 确定氧化剂和还原剂:根据物质的氧化还原性质,确定反应过程中的氧化剂和还原剂。
氧化剂是接受电子的物质,还原剂是失去电子的物质。
4. 确定电子转移数:根据法拉第定律,电子转移数等于通过电解质溶液的电流与时间的乘积除以法拉第常数。
5. 书写电极反应式:根据以上信息,按照氧化还原反应的原则,写出电极反应式。
电极反应式的写法与普通化学方程式相同,但需要注意以下几点:a) 电极反应式中的化学物质应标明其氧化态,如Fe2+表示亚铁离子。
b) 电极反应式中的电子转移数应写在等号右边,用“+”表示得到电子,用“-”表示失去电子。
c) 电极反应式中的离子符号应写在圆括号内,并在右上角标明电荷数。
d) 电极反应式中的气体产物应标明其状态,如g表示气态。
6. 检查电极反应式:检查电极反应式是否符合实验条件和反应体系的特点,以及是否满足电荷平衡和质量平衡的要求。
下面举一个实际的例子来说明如何书写电极反应式:假设我们有一个电池反应体系,其中Cu2+离子在铜电极上被还原为铜原子,同时Zn2+离子在锌电极上被氧化为锌原子。
我们可以按照以下步骤书写电极反应式:1. 确定电极类型:铜电极为阴极,锌电极为阳极。
2. 分析反应体系:Cu2+离子和Zn2+离子分别作为还原剂和氧化剂参与反应。
3. 确定氧化剂和还原剂:Cu2+离子作为还原剂,Zn2+离子作为氧化剂。
4. 确定电子转移数:根据法拉第定律,电子转移数等于通过电解质溶液的电流与时间的乘积除以法拉第常数。
5. 书写电极反应式:根据以上信息,我们可以写出铜电极上的还原反应和锌电极上的氧化反应的电极反应式:铜电极上的还原反应:Cu2++2e-→Cu(氧化态还原)锌电极上的氧化反应:Zn2++2e-→Zn(氧化态增加)。
常见化学电源及电极反应式的书写
常见化学电源及电极反应式的书写一、常见化学电源:(大体可分为三类)1、燃料电池:(1)氢氧燃料电池:2H2+O2=2H2O当电解质溶液呈酸性时;负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4e-+4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时;电解质溶液为KOH溶液,负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-(2)甲烷燃料电池:用金属铂作电极,用KOH溶液作电解质溶液。
负极:CH4+ 10 OH--8e-==CO3 2- +7H2O 正极:2O2+ 4H2O +8e- == 8OH-总反应式为:CH4+ 2O2+2KOH==K2CO3+ 3H2O用酸液作电解质溶液负极:CH4 + 2H2O - 8e- = CO2 + 8H+ 正极:2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O总反应:CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O(3)甲醇燃料电池:强碱作为电解质溶液负极:2CH4O + 16OH--12e-==2CO3 2- +12H2O 正极:3O2+ 6H2O +12e- == 12OH-总反应式为:2CH4O + 3O2+4OH-==2CO3 2- + 6H2O(4)熔融盐燃料电池:该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,负极:2CO+2CO3 2- -4e-==4CO2正极:O2 + 2CO2+4e- ==2CO3 2-总反应式为:2CO +O2==2CO2(5)固体氧化物燃料电池:固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
负极:2H2+ 2O2--4e- = 2H2O 正极:O2+4e- = 2O 2-总反应式为:2H2 + O2= 2H2O2、蓄电池:(1)铅蓄电池: Pb和PbO2作电极材料,H2SO4作电解质溶液。
负极:Pb+SO4 2- -2e- = PbSO4正极:PbO2+4H++ SO4 2- +2e- = PbSO4+2H2O 总反应式为:Pb+ PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O(2)碱性镍—镉电池该电池以Cd和NiO(OH) 作电极材料,NaOH作电解质溶液。
常见化学电源(电极反应式书写)
总反应:Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3 正极:2MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH负极:Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-
5、氢-氧电池:
总反 应
2H2 + O2=2H2O
介质 硫酸
负极 2H2→4H++4e正极 O2+4H++4e-→2H2O 6.锂电池:(正极材料为LiMnO2) 总反应:Li + MnO2=LiMnO2 正极:Li++e-+MnO2→LiMnO2 负极:Li→Li++e-
正极: 负极 13、反应式为:
的原电池。
负极:
正极:
14、钢铁析氢腐蚀
负极:
正极:
总反应式:
15、钢铁吸氧腐蚀
负极:
正极:
总反应式:
氢电池在充放电过程中的电化学反应如下: 正极:
负极:
总的电池反应为:
16.心脏起搏器 有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内做某种心脏病人的心脏
3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸)
总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O 正极:PbO2 + 4H++SO42-+2e-→PbSO4 + 2H2O 负极:Pb + SO42-→PbSO4 +2e-
日常生活中常见的化学电源
日常生活中常见的化学电源原电池是一种将化学能转变为电能的装置,而化学电源则是一种实用的原电池。
化学电源品种繁多,大体可分为三类:1.一次电池(1)锌锰电池—干电池普遍用在手电和小型器械上的干电池,外壳锌片作负极,中间的碳棒是正极,它的周围用石墨粉和二氧化锰粉的混合物填充固定,正极和负极间装入氯化锌和氯化铵的水溶液作为电解质,为了防止溢出,与淀粉制成糊状物。
其电极反应式为:负极:Zn-2e- == Zn2+正极:2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑产生的NH3和Zn2+作用:Zn2++4NH3 = [ Zn(NH3)4]2+产生的H2和MnO2作用:H2+2MnO2 = Mn2O3+H2O总反应式为:2Zn+4MnO2+4NH4Cl== [Zn(NH3)4]Cl2+ ZnCl2+2Mn2O3+ 2H2OZn+2MnO2+2 NH4Cl== Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH)或Zn+2 NH4+= Zn2++2NH3↑+H2↑电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H2氧化成为水,以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。
由于反应中锌筒不断消耗变薄,且有液态水生成,故电池用久后会变软。
新制干电池的电动势为1.5V,这样的干电池是“一次”电池,不能充电再生。
(2)银锌电池—钮扣电池钮扣电池最常见的为微型的Ag—Zn电池,它用不锈钢制成一个由正极壳和负极壳盖组成的小圆盒。
盒内靠正极壳一端充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充Zn—Hg合金作负极活性材料,电解质溶液为KOH。
该电池使用寿命较长,广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液。
其电极反应式为:负极:Zn+2OH--2e- == ZnO+H2O 正极:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+ 2OH-总反应式为:Zn+ Ag2O== ZnO+2Ag(3)高能电池—锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧work Information Technology Company.2020YEAR电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧李有恒(滕州一中山东滕州 277500)摘要:电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
关键词:电极反应式;总反应方程式电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
根据自己的教学心得,把有关电极反应式和总反应方程式的书写技巧总结如下。
1化学电源电极反应式和总反应方程式的书写化学电源的本质是自发进行的氧化还原反应,依据氧化剂、还原剂的来源不同,把化学电源电极反应式和总反应方程式的书写分为以下四种情况:1.1物质与电解质溶液间的氧化还原反应特征:电解质溶液做氧化剂,物质做还原剂(物质可以是负极材料或在负极区加入的具有还原性的物质)。
书写步骤:⑴写出物质与电解质溶液(足量)间的化学反应方程式,此式即是电池反应的总反应方程式,把总反应方程式改写为离子反应方程式。
⑵写出负极的电极反应式,一般为金属单质,M-ne-===M n+,考虑M n+在电解质溶液中的稳定存在形式,若稳定此式即为负极的电极反应式,若不稳定写出相应的离子反应方程式,将两式叠加得负极的电极反应式;其它还原性物质依据具体环境写出相应的负极电极反应式。
⑶用总反应的离子方程式减去负极的电极反应式消去还原剂,得正极的电极反应式。
例1解析:此电池负极材料做还原剂,电解质溶液做氧化剂,依据书写步骤可得:总反应方程式:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑总反应离子方程式:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑①Al-3e-===Al3+②Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-③②+③,得负极:Al-3e-+4OH-=== [Al(OH)4]-④①—④×2,得正极:6H2O+6e-===6OH-+3H2↑1.2两极材料间的氧化还原反应特征:负极材料(一般为金属单质)做还原剂,正极材料(一般为金属氧化物)做氧化剂。
化学电源电极反应式总结
7.碱性氢氧燃料电池 电极:Pt制作的惰性电极,电解质溶液:KOH溶液 正极: 2H2+4OH - -4e-=4H2O 负极: O2+2H2O + 4e-=4OH - 总反应:2H2+O2=2H2O 8.酸性氢氧燃料电池 电极:Pt制作的惰性电极,电解质溶液:H2SO4溶液 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+4H++4e-==2H2O 总反应:2H2+O2==2H2O 9. 碱性甲烷燃料电池
正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
总反应式:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2
4.Li电池: 电极:负极:Li,正极可以是:CuO、FeS2 、MnO2 、C等
负极:8Li-8e-=8Li+ ; 正极:3SOCl2+8e- = 6Cl- +2S+SO32总反应:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
5铝——空气——海水电池
电极:负极铝,正极反应物空气,电解质海水电池 负极:4Al -12e- = 4Al3+ 正极:3O2 + 6H20 + 12e- = 120H电池总反应:4Al+3O2+6H20=4Al(OH)3 6.铅蓄电池 正极:PbO2 负极:Pb 电解质稀硫酸 负极(Pb): Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极(PbO2): PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
1.普通锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极。 NH4Cl、ZnCl2和淀粉为电解质 负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+ 正极:2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O
电极反应式书写原电池反应的基础是氧化还原反应
B.钠
C.锌
D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中
铁闸门应该连接在直流电源的__负______极。
原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率 例如:在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速 率加快。 2.寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源。 3.比较金属活动性强弱 例如:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀H2SO4中,观察到 a极溶解,b极上有气泡产生。根据现象判断出a是负极,b是正极, 由原电池原理可知,金属活动性a>b。
4.设计化学电池
例如:以2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2为依据, 设计一个原电池。 (1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个 半反应,分别作原电池的负极和正极。电极反应 式: 负极:Cu-2e-===Cu2+;正极:2Fe3++2e- ===2Fe2+
(2)弱电解质、气体或难溶解物均以化学式表示,其余以 离子符号表示,保证电荷守恒,质量守恒及正、负极得失 电子数相等的规律,一般用“===”而不用“―→”。 (3)正负极反应式相加得到原电池总反应式,通常将总反 应式减去较易写出的电极反应式,从而得到较难写出的电 极反应式。
化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀
【特别提示】 原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给 出一个方程式让判断正、负极,可以直接根据化合价的升降变化来 判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。
3.电极反应式书写
原电池反应的基础是氧化还原反应,正极发生还原反应,负极发生 氧化反应,据此书写电极反应式的步骤如下: (1)确定原电池的正、负极,以及两电极上发生反应的物质。在原电 池中,负极是还原性材料失去电子被氧化,发生氧化反应。正极反 应要分析电极材料的性质:若电极材料是强氧化性材料,则是电极 材料得电子被还原,发生还原反应;若电极材料是惰性的,再考虑 电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应。能发生反应则是溶 液中的阳离子得电子,发生还原反应;若不能与负极材料反应,则 考虑空气中的氧气,氧气得电子,发生还原反应。
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。
锂碘电池的电极反应式
锂碘电池的电极反应式锂碘电池是一种重要的化学电源,它由锂金属作为负极,碘作为正极,通过电解质将两个电极隔离开来。
锂碘电池的电极反应式可以表示为:负极反应:Li → Li+ + e-正极反应:I2 + 2e- → 2I-锂碘电池的正负电极反应式展示了电池充放电过程中的电化学反应。
在充电过程中,锂金属负极脱去一个电子形成锂离子,而碘正极接收两个电子形成碘离子。
这些反应可以被写作一个整体反应式:Li + I2 → 2Li+ + 2I-反之,当锂碘电池放电时,锂离子从正极向负极移动,形成锂金属,并与碘离子反应生成碘分子。
锂碘电池的电极反应式揭示了其能量转换和储存机制。
锂离子的移动使得电池具有较高的能量密度和电压。
这种电池的优点包括高能量密度、较长的使用寿命和较低的自放电率,因此在许多领域得到了广泛的应用。
锂碘电池在医疗设备、计算机、通信设备等电子产品中被广泛使用。
其高能量密度和长寿命使其成为移动设备的理想电源。
锂碘电池还被用于植入式医疗器械,如心脏起搏器和人工耳蜗,因为其稳定性和可靠性能够满足长期使用的需求。
锂碘电池还被用于一些特殊应用,如军事领域和航天航空领域。
在军事应用中,锂碘电池可以为便携式设备提供高能量密度和可靠的电源,如军用通信设备和导弹控制系统。
在航天领域,锂碘电池被用于卫星和空间探测器,因为它们能够在极端的环境条件下工作并提供稳定的能源。
尽管锂碘电池具有许多优点,但也存在一些挑战。
其中一个问题是锂金属负极的安全性。
锂金属在充电过程中容易形成锂枝晶,导致短路和火灾的风险。
为了解决这个问题,研究人员一直在开发新的材料和结构来改善锂金属负极的安全性。
锂碘电池还面临着环境和资源方面的挑战。
碘是一种稀有的元素,其开采和提纯成本较高。
同时,电池的废弃物处理也需要特殊的措施来避免对环境造成污染。
锂碘电池的电极反应式展示了其重要的电化学反应过程。
锂碘电池具有高能量密度、长寿命和较低的自放电率等优点,在电子产品、医疗设备、军事和航天领域得到广泛应用。
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧
电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧李有恒(滕州一中山东滕州 277500)摘要:电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
关键词:电极反应式;总反应方程式电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
根据自己的教学心得,把有关电极反应式和总反应方程式的书写技巧总结如下。
1化学电源电极反应式和总反应方程式的书写化学电源的本质是自发进行的氧化还原反应,依据氧化剂、还原剂的来源不同,把化学电源电极反应式和总反应方程式的书写分为以下四种情况:1.1物质与电解质溶液间的氧化还原反应特征:电解质溶液做氧化剂,物质做还原剂(物质可以是负极材料或在负极区加入的具有还原性的物质)。
书写步骤:⑴写出物质与电解质溶液(足量)间的化学反应方程式,此式即是电池反应的总反应方程式,把总反应方程式改写为离子反应方程式。
⑵写出负极的电极反应式,一般为金属单质,M-ne-===M n+,考虑M n+在电解质溶液中的稳定存在形式,若稳定此式即为负极的电极反应式,若不稳定写出相应的离子反应方程式,将两式叠加得负极的电极反应式;其它还原性物质依据具体环境写出相应的负极电极反应式。
⑶用总反应的离子方程式减去负极的电极反应式消去还原剂,得正极的电极反应式。
例1设计如图所示的原电池,试写出电极反应式和总反应方程式。
解析:此电池负极材料做还原剂,电解质溶液做氧化剂,依据书写步骤可得:总反应方程式:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑总反应离子方程式:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑①Al-3e-===Al3+②Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-③②+③,得负极:Al-3e-+4OH-=== [Al(OH)4]-④①—④×2,得正极:6H2O+6e-===6OH-+3H2↑1.2两极材料间的氧化还原反应特征:负极材料(一般为金属单质)做还原剂,正极材料(一般为金属氧化物)做氧化剂。
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。
化学电源电极方程式的书写方法
185教育版内容摘要:高中化学电源部分是高考的高频考点,也是高中化学的重难点所在。
该部分中电极反应方程式的书写一直是学生的易错点。
结合多年的教学经验,本文总结了书写电极反应的两种简单易懂的方法,并对两种方法进行了对比,为学生更扎实的掌握原电池相关内容奠定了基础。
关键词:原电池 化学电源 电极反应方程式通过多年对化学高考题的研究,不难发现化学电源内容是高考的高频考点,在选择题和非选择题中均有可能出现。
而该部分内容也是原电池章节的难点所在,很多学生掌握不是很好,虽然有各种辅导书作为参考,但辅导书描述过于笼统,实用性不强。
结合多年的教学经验,本文介绍两种书写电极反应的方法,即直接书写法和间接书写法,每一种方法都总结了明确的书写步骤,便于学生掌握。
当然,电极反应方程式都必须写成离子方程式的形式,并且把得失电子数目写在等号左边,这是电极反应方程式的基本要求。
现将具体步骤详细介绍如下:一、直接书写法。
顾名思义,该方法就是根据题意,直接书写正极或负极的反应方程式。
书写步骤如下:①判断正负极参与反应的物质;②写出反应物、得(或失)电子及化合价变化后的产物(负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应);③通过化合价的变化量写出得失电子数目;④调配左右电荷使其守恒(通常是用H +或OH -来调配,具体看溶液的酸碱环境);⑤通过质量守恒补充其他相关物质。
下面通过例题体会书写步骤。
(图略)例1:液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N 2H 4)为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH 溶液作为电解质溶液。
请写出其正负极的电极反应方程式。
分析:本题是典型的燃料电池,首先书写负极的电极反应。
步骤如:①判断负极参与反应的物质。
负极发生氧化反应,本题中肼被氧化,参与负极反应。
(燃料电池中一般是燃料在负极被氧化);②写出反应物、得(或失)电子及化合价变化后的产物。
根据图中信息可知:肼失去电子被氧化为氮气:N 2H 4- e - --- N 2↑;③通过化合价的变化量写出得失电子数目。
高中常见的原电池(化学电源)电极反应式的书写
常见的原电池(化学电源)电极反应式班级:姓名:座号:一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:正极:总反应方程式(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:正极:总反应方程式(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:正极:化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–—+ 3H25、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:正极:化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)26、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:正极:化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag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:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)23、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 放电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。
电化学中电极反应式的书写
原电池专题复习教学目的:1、理解原电池的工作原理;2、能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式;3、了解研制新型化学电源的重要性,认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一.原电池的结构及构成条件问题探究:1、什么是原电池?(1)、把化学能转变为电能的装置叫 原电池。
由电能联系到电流,再联系到电子的转移,再联系到与氧化还原反应的关系.原电池氧化还原反应 电子的转移 电流(2)分类:知识回顾:(见右上图)①.Zn 片和Cu 片用导线相连前后现象有什么不同?②.电子从 极出发,流向 极,电流呢?在稀H 2SO 4中,H +向 极迁移,SO 42-向极迁移。
③.判断电池的正负极和电极反应。
2、原电池的电极是如何确定的?(1)、根据电极材料判断:(3)根据电子流动方向判断。
在原电池中电子流出的一极是负极; 电子流入的一极是正极。
(4)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向正极移动,阴离子向负双液原电池 电池效率高,电流持续时间长单液原电池电池效率低,电流衰减快 (2)、根据电极反应判断:原电池 原电池 相对活泼的电极为 负极相对不活泼的电极为 正极发生失电子、氧化反应的电极为负极发生得电子、还原反应的电极为正极极移动。
(5)根据现象判断。
溶解的一极为负极,质量增加或放出气体的为正极。
练习一(1)、请你根据化学反应: Cu+2FeCl 3 =CuCl 2 +2FeCl 2 ,判断下边原电池的正、负极 。
Cu 棒 C 棒溶液(2)、请指出下边两种情况下原电池的负极?①稀H 2SO 4 溶液 ②NaOH 溶液3、形成原电池需要哪些条件?(1)能自发地发生的氧化还原反应:①电极和电解质溶液 (Zn-Cu 原电池)②两电极上分别有还原剂和氧化剂 (燃料电池)(2)电解质溶液:参与电极反应或构成内电路(3)两导体作电极:①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。
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常见化学电源及电极反应式的书写
—、常见化学电源:(大体可分为三类)
1燃料电池:
(1)氢氧燃料电池:2f+Q=2HO
当电解质溶液呈酸性时;
负极:2Ha-4e-=4H 正极:Q+4e-+4l4=2HO
当电解质溶液呈碱性时;电解质溶液为KOH溶液,
负极:2H2-4e-+4OH=4HO 正极:Q+4e+2H2O=4OH
(2)甲烷燃料电池:用金属铂作电极,
用KOH溶液作电解质溶液。
负极:CH I + 10 OH -8e-==CO3 - +7H2O 正极:
2Q + 4H2O +8e- == 80H
总反应式为:CH + 2O2 +2KOH==CO+ 3fO
用酸液作电解质溶液
负极:CH + 2H 2O - 8e- = CO 2 + 8H+ 正极:2O + 8H+ + 8e- = 4H 2O
总反应:CH4 + 2O 2 = CO2 + 2H2O
(3)甲醇燃料电池:强碱作为电解质溶液
负极:2CHO + 16OH -12e-==2CO3 - +12H2O 正极:
3O2 + 6H2O +12e- == 12OH
2
总反应式为:2CHO + 3O +4OH-==2CO - + 6fO
(4)熔融盐燃料电池:该电池用Li 2CQ和的N Q CO熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气, 空气与CO的混合气为阴极助燃气,
2 _____________________________________________________ 2
负极:2CO+2CO- -4e-==4CO 2 正极:Q+ 2CO+4e- ==2CO -总反应式为:2CO +Q ==2CO
(5)固体氧化物燃料电池:固体氧化锆一氧化钇为电解质,
这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
図3
负极:2f + 2O2--4e- = 2H2O 正极:Q +4e- = 2O -
总反应式为:2 Hz + Q2 = 2fO
2、蓄电池:
(1)铅蓄电池:Pb和PbO2作电极材料,HSQ作电解质溶液。
2 + 2
负极:Pb+SO -2e- = PbSO 正极:PbO +4H+ SQ +2e- = PbSO+2H2O
总反应式为:Pb+ PbQ+2H2SQ==2PbSO+2H2O
(2)碱性镍一镉电池该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料,NaOH乍电解质溶液。
负极:Cd+2OH--2e- ==Cd(OH)2 正极:2NiO(OH)+2H2O +2e-==2Ni(OH) 2+2OH
总反应式为:Cd+2NiO(OH)+2H2O== Cd(OH)2+2Ni(OH) 2
(3)氢镍可充电池
负极:H2+2OH--2e- ==2HO 正极:2NiO(OH)+2H2O +2e-==2Ni(OH) 2+2OH
总反应式为:”+2NiO(OH)== 2Ni(OH) 2
3、一次性电池:
(1)锌锰电池一干电池:(-)Zn丨KOH| MnG(+)
负极:Zn + 2OH-—2e- = Zn(OH) 2 正极:2MnO + 2H 2O + 2e - = 2MnOOH + 2OH- 总反应式为:Zn+2M nO+2H2O = 2MnOOH + Zn (OH) 2
(2)银锌电池一钮扣电池: (-)Zn丨KOH| Ag2O(+)
负极:Zn+2OH-2e- = ZnO+HO 正极:Ag2O+HO+2e-=2Ag+2OH-
总反应式为:Zn+ Ag2O = ZnO+2Ag
(3)锂电池:锂亚硫酰氯电池(Li-SOCI 2): 8Li+3SOCl2=6LiCI+Li 2SO+2S
负极:________________________ ; 正极:_______________________________________ 。
(4)海水铝电池"铝-空气-海水”
负极:4Al-12e- ==4Al 3+正极:3Q+4HO+8e-==8OH
总反应式为:4AI+3O2+6H2O==4AI(OH) 3
二、电极反应式的书写
1、准确判断原电池的正负极
(1)铜片和铝片同时插入浓硝酸中
2+ +
负极:Cu-2e- ==Cu 正极:2NO-+4H +2e-==2NO2+2HO
(2)镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中
负极:2AI+8OH—6e-==2AlO 2- +4出0 正极:6H2O+6e-==3H+6OH
2、高度注意电解质的酸碱性
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。
在碱溶液中,不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH。
又如CH、CHOH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO2-离子形式存在,而不是放出CQ。
3、牢牢抓住总的反应方程式
只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。