电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧
一、电极方程式的书写技巧
1. 书写电极方程式时,首先要先写出电解质的离子;
2. 书写方式:质子及其电离方程式(阴离子)放在前,阳离子及其电离方程式(阳离子)放在后;
3. 写出游离的质子及其氧化还原方程式(如有);
4. 根据离子的化学性质及金属的电级,写出充满额外氧化还原反应的复合离子(如有);
5. 根据金属的电级,给出金属的氧化反应;
6. 写出氢离子及其氧化还原方程式;
7. 根据电极反应及它的电离反应,写出方程式,将其最终整理成电极反应方程式。
二、书写注意事项
1. 电极方程式要注意书写符号,例如电离及氧化还原方程式的符号;
2. 氢离子的书写有两种,一种是使用箭头,一种是使用方框;
3. 质子及阴离子及其氧化还原方程式的书写要严格遵守;
4. 金属的电级和氧化还原方程式的书写要符合知识点;
5. 最终归纳整理成电极反应方程式的时候,要仔细检查;
6. 最终归纳整理成电极反应方程式的时候,一定要注意电荷的平衡;
7. 书写电极方程式时,要清楚地标注出电极产生的电荷数;
8. 书写电极方程式时,要注意电荷的数量一定要平衡,并且要按照书写规范整齐清晰书写出来。
高中考试资料化学电极方程式书写攻略
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。
【例1】有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为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,试写出该电池的两极反应式。
【解析】金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是产物水,体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn-4e-= 2Zn2+,正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
【例2】用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反应式。
【解析】从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在碱性性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
二、电解池中电极反应式的书写首先看阳极材料:1、如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前,金属活动顺序由强到弱:铯最强然后是稀土、钡、铷、再然后是钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
电化学电极反应方程式的书写技巧
电化学专题—电极反应方程式的书写电极方程式是解决电化学题目的关键电极反应的书写与下列几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与反应类型有关4、与电子守恒有关5、与电解质环境有关6、与总反应式有关7、与题给信息有关8、与离子的氧化还原性强弱有关一、仅有一电极材料参与反应方法:规律:参与反应的金属电极本身为负极,另一电极往往为正极,负极是参与反应的金属失电子,正极是介质溶液中的微粒得电子(反应一般为析氢、吸氧、析Cu、Ag等)(1)酸性较强介质:正极一般是析氢反应。
例:图1电极反应:负极:Zn-2e=Zn2+正极:2H++2e=H2↑(2)接近中性介质:正极一般是吸氧反应。
例:图2电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-练习1.我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯,它以海水为电解质溶液,利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流,写出这种电池的电极材料、电极反应式及总反应式。
(3)碱性介质:正极一般也是吸氧反应。
例:图3电极反应:负极:2Fe-4e=2Fe2+正极:O2+4e+2H2O=4OH-(4)含不活泼金属的盐溶液为介质:正极析出不活泼金属(Cu、Ag等)。
例:图4电极反应:负极:Fe-2e=Fe2+正极:Cu2++2e=Cu二、两电极材料均参与反应(常见于蓄电池式或纽扣式电池)规律:两电极材料通常由金属和金属化合物构成,金属作负极。
电子得失均由两电极本身发生。
在书写电极反应式时,应考虑电解质对电极的影响(如生成难溶物、弱电解质等)。
介质为酸性溶液时,反应式两边不能出现OH-离子;碱性溶液为介质时,反应式两边不能出现H+离子。
(1)酸性介质例:实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气,已知铅蓄电池工作时总的方程式如下:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的电极反应式。
分析得出:负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O(2)碱性介质例:蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池作用。
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对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析: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 + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+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[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
电极反应式的书写方法
电解池的设计
电解池的组成
电解池由电源、电极、电解质溶 液和外电路组成,电极材料和电 解质溶液的选择对电解效果有重
要影响。
书写电极反应式
根据电解原理,确定阴阳极的氧化 还原物质,写出电极反应式,并注 意电子转移数和电荷守恒。
判断阴阳极
根据电解原理中氧化还原反应的方 向,判断阴阳极,阳极发生氧化反 应,阴极发生还原反应。
利用总反应式书写电极反应式
总结词
根据总反应式中各物质在电极上的转化关系,写总反应式中各物质在电极上的转化关系,写出相应的电极反应式。例如, 在碱性条件下,氢气和氧气发生电化学反应生成水,总反应式为:2H2 + O2 + 4OH- → 4H2O,根据转 化关系可以写出阳极反应式:4OH- - 4e- → 2H2O + O2。
利用离子方程式书写电极反应式
总结词
将离子方程式中的离子转化为相应的电极反应式。
详细描述
在书写电极反应式时,可以根据离子方程式的书写规则,将离子方程式中的离子转化为 相应的电极反应式。例如,在酸性条件下,铁离子和氢氧根离子发生电化学反应生成亚 铁离子和水,离子方程式为:Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3,可以写出相应的电极反应式:
总反应式为
03
$2NaCl + 2H_{2}O = 2NaOH + Cl_{2} uparrow + H_{2}
uparrow$。
氢氧燃料电池
01
正极发生还原反应,电极反应式为
$O_{2} + 4e^{-} + 4H^{+} = 2H_{2}O$。
02
负极发生氧化反应,电极反应式为
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
电极方程式书写(阴、阳两极物质的放电顺序)
2.关于弱电解释H2O的处理
①CuSO4 ②H2SO4 ③NaOH
总方程式OH-的处理 阴极方程式H+的处理 总方程式OH-的处理
注意:电解质环境对电极方程式书写的影响
二.复原问题
复原原则:出去什么补什么,出去多少补多少 题干:电解CuSO4 1.溶质CuSO4足量,加入CuO
2.溶质CuSO4少量 ①阴极:Cu2+放电完毕,H+放电 加入:CuO和H2O ②若电解消耗CuO和H2O=1:1,则加入Cu(OH)2
电解H2SO4溶液、NaOH溶液?PH?
相当于电解水,
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑(碱) (或 2H2O-4e-=4H++O2↑水 )放氧生酸
阴极:4H++4e-=2H2↑(酸) (或4H2O+4e-=2H2↑+4OH-水)放氢生碱
总反应: 注意反应条件:通电(电解)
电解
2H2O 2H2↑+O2↑
五.典型例题2
21.某同学按下图所示的装置进行电解实验。下 列说法正确的是( ) A.电解过程中,铜电极上有H2产生 B.电解初期,总反应方程式为: Cu+H2SO4==CuSO4+H2↑ C.电解一定时间后,石墨电极上有气体放出 D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
1.整理 ①电极方程式的书写
三.转移电子数确定方法
电解质溶液复原:用惰性电极电解CuSO4溶液时 ①若加入1molCuO ,转移 mole②若加入1molCu(OH)2 ,转移 mole③若加入1molCu2(OH)2CO3 ,转移 mole-
4e- ~ 1O2~ 2Cu~ 4H+;
四.电解池的设计
原电池电极反应方程式的书写
[ 解析 ]
电解质为稀 H2SO4 时, Mg 和 Al 都能与稀
H2SO4 反应,但 Mg 比 Al 活泼,所以, Mg 作负极, Al 作正
极,电极反应式为 负极:Mg-2e-===Mg2+, 正极:2H++2e-===H2↑。 电解质为浓NaOH溶液时,Mg不能与浓NaOH溶液反
应,而 Al 为两性金属,能与浓 NaOH 溶液反应,所以 Al 为
负极,Mg为正极。 负极反应式为Al+4OH--3e-===AlO2-+2H2O, 正极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
练习、将铜片和铝片用导线相连,分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3
中,写出两池的电极反应式。 解析:在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中,较活泼的铝被 氧化作负极,铜作正极。其电极反应为:
例3
1991年,我国首创以 Al、空气、海水为原料组成的新型
电池,用作航海标志灯。这种海水电池的能量比干电池高 20 ~ 50 倍,试写出该电池的电极反应式。 [ 解析 ] 此电池是在海水中性环境中通过 Al 吸氧而建立起来
的。其负极反应式为Al-3e-===Al3+,
正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-。
Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。
②在酸性溶液中加H+(2H++O2-===H2O) 例如:铅蓄电池在放电时的总反应式为 Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O, 其正极反应式为 PbO2+SO42-+4H++2e-===PbSO4+2H2O。
3)、中性吸氧反应生碱原则
例如:铅蓄电池以H2SO4为电解质溶液,其充电时,总反应式
为2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4, 其阳极反应式PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+SO42-+4H+。
燃料电池电极反应方程式书写技巧
谈谈原电池电极反应式的书写技巧一般来说,原电池电极反应式的书写应注意一下四点:1.首先判断原电池的正负极如果电池的正负极判断失误,则电极反应必然写错。
一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,但不是绝对的。
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-=== 2Al3+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↑+2H2O2.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。
如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种,在酸性溶液中的电极反应:负极:2H2-4e-=== 4H +正极O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O如果是在碱性溶液中,则不可能有H+出现,同样在酸性溶液中,也不能出现OH-。
由于CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中,碳元素是以CO32-离子形式存在的,故不是放出CO2。
3.还要注意电子转移的数目在同一个原电池中,负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。
这样可避免在有关计算时产生错误或误差,也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。
4.抓住总的反应方程式从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
而两个电极相加即得总的反应方程式。
所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式,就可写出另一个电极反应式。
举例分析:【例题1】CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池,该电池的负极反应式为_____。
化学电极方程式的书写技巧
化学电极方程式的书写技巧
1. 嘿,你知道吗?书写化学电极方程式第一步要确定正负极呀!就像找对方向才能走对路一样。
比如锌铜原电池,锌就是负极,那发生的反应可就清楚啦!
2. 哇塞,要注意电解质溶液哦!它可重要啦,就如同化学反应的小助手。
像氢氧燃料电池在酸性溶液中,那反应可就不一样了呢!
3. 嘿呀,书写时别忘了电子得失呀!这可是关键所在,好像游戏中的关键得分点。
例如铜和硝酸反应,电子的得失可得搞清楚哦!
4. 哎呀呀,要把反应物和产物写准确呀!这可不能马虎,好比搭积木要每一块都放对位置。
像铁和硫酸铜反应,一定不能写错呀!
5. 嘿,离子方程式也很重要哦!它就像给反应穿上了更合身的衣服,清晰明了。
比如氯化钡和硫酸钠反应,离子方程式一写就明白啦!
6. 哇哦,别忘了配平呀!这就像拼图要完整一样。
比如氢气和氧气反应生成水,配平可不能错哟!
7. 哎呀,多做练习题也是很关键的呀!就像运动员要多训练才能更强,多写几次就熟练啦,像铝和氢氧化钠反应的方程式,多写几次肯定不会忘!8. 嘿,注意特殊情况呀!有时候会有些小惊喜哦。
就像突然出现的宝藏,比如铅蓄电池的电极方程式就有特殊之处呢!
9. 总之呢,写化学电极方程式就是要细心、认真加练习,这样你就能轻松搞定啦!相信自己哟!。
电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧
一、电极方程式书写技巧
1、电极方程式书写有两种常用的形式:
①标准形式:
a)在水溶液中,电极方程式写作形式一般为:电极反应+还原偶(或氧化偶)=电解质离子反应+氢离子(或氧离子)
b)在有机溶剂中,一般的电极方程式写作形式为:电极反应+还原偶(或氧化偶)=有机溶剂离子反应+氢离子(或氧离子)
②简化形式:
a)在水溶液中,一般的电极方程式写作形式为:电极反应+还原偶(或氧化偶)=氢离子(或氧离子)
b)在有机溶剂中,一般的电极方程式写作形式为:电极反应+还原偶(或氧化偶)=有机溶剂离子
2、电极方程式的书写原则:
a)电极方程式在电极反应离子反应和氢离子(或氧离子)反应方面都要完整。
b)在电极反应方面要严谨书写,先书写电极反应,一般用简称形式表示,如阳极反应常写为“阳”,阴极反应常写为“阴”;
c)还原偶(或氧化偶)要完整书写,且要真实表示;
d)离子反应中的各种离子要全部标明(含金属离子与氧化还原反应中的氧氢离子),要注意每一类离子之间的正负号关系;
e)完整的书写具备一定的物理意义,需要考虑分子式、离子式、
电荷式的关系,从而使电极方程式与实验结果相一致;
f)水溶液中的电极反应一般用H+和OH-表示,在有机溶剂中,一般用R-表示有机溶剂离子;
g)电极反应后,有机溶剂离子的书写要加上对应的平衡常数 h)电极过程中的各类离子的质量平衡要考虑,要书写成反应的价荷平衡形式。
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:____________________ ____ ____ ____ ____ ______。
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。
电极方程式
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、注意得失电子,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。
合并后的总方程式要符合客观事实,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。
电解质是拌湿的NH4CL,MnO2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 MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3 (得电子,电荷平衡) 总:Zn+2 NH4++2 MnO2= 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。
电极方程式的书写技巧
电极方程式的书写技巧
关于电极方程式的书写技巧
1、首先,要理解电极方程式的内容,这是书写的基础。
电极方程式定义为:电解液中,用一只电极将另一只电极与溶液中的物质相连时,形成的方程式,是将所有参与电解的物质表示出来,它反映的是电解在物理学上的将要发生的反应。
2、书写电极方程式的时候,要注意确定每一方程的参与电解的物质,及它们的电荷数和活性度,并用正负号来标识它们的电荷数,用R表示活性度,此外,要规范的书写电子配位数,如一级负电极的电极方程式,书写为:
M + ne → M + (n-1) e + R
其中,M+表示一级阳离子,ne表示用n个电子将一级离子变成一级阴离子,M+(n-1)e表示一级阴离子,R表示活性度。
3、为求书写的简洁明了,可以将常用的离子电解的电极方程式记下来,以便重复使用,如:氯化钾溶液的电极方程式:
K + e → K + R
其中,K+表示二级阳离子,e表示一个电子,K+R表示二级阴离子,R表示活性度。
4、最后,在书写电极方程式的时候,要注意结构式的平衡性,确保各种参与电解的物质的数量在方程式中是平衡的。
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电解池电极方程式的书写方法
原电池的正负极一旦确定,则原电池的电极反应式也随之确定。
但书写电极反应式时还需注意以下几点:1.正负电极反应式中的电子得失数目保持相等。
例如Al-Cu-CuSO4构成的原电池的正极反应可表示为:3Cu2++6e-=3Cu,负极反应式为:2Al-6e-=2Al3+。
2.看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。
如Zn-Ag-KOH溶液构成的原电池中,因Zn 失去电子生成的Zn2+能与OH-反应,故负极上发生的反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
3.要注意电解质溶液的性质。
当正极上的反应物质为O2时,若溶液为碱性或中性时,电极反应式中不能出现H+,电极反应式只能为O2+2H2O+4e-=4OH-;若溶液为酸性时,电极反应式中不能出现OH-。
电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O电解池电极方程式的书写方法柳州高中朱红东电化学在化学学科体系中占有非常重要的地位。
其中电解池电极方程式的书写是电化学重要基础内容之一,是高考的重点。
从我们现在对电化学教学的实际情况来看,学生对电解池电极方程式书写的相关知识掌握较为困难,感到非常头晕。
其原因是:在电化学一节课要出现新概念,新知识多,以及要求学生对化学要与物理学的进行跨学科的联系。
其实只要克服内心对于新知识的恐惧,努力去了解新概念,掌握一定的方法和规律,电解池电极方程式的书写并不难。
本文就以用石墨电极电解氯化钠溶液为例,对书写电解池电极方程做一个讲解,希望对同学们的学习电化学有所启迪。
1 、明原理明白电解的含义,是书写电解池电解反应式的基础,这是因为书写电解池的电极反应式是电解池原理的进一步深化和发展,是用化学语言表述电解池实验现象。
电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程。
这可以理解为,电解池是通过外接电流的作用,强迫阴极得到电子,阳极失去电子。
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电极方程式的书写技巧(1)看图书写题型给出原电池、电解池的装置图,图中标明了电极材料和电解质溶液,要求写出电极反应方程式或电池总反应方程式或作出其他的回答。
例1 将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线连接成原电池,写出此原电池工作时的电极反应方程式。
思路①根据电极材料、电极上通入的物质和电解质溶液,判断谁能自发地发生氧化还原反应形成原电池。
②据发生的化学反应找出化合价升降的物质,失电子的物质应在负极反应,得电子的物质应在正极发生反应。
③据发生的氧化还原反应的反应物和产物书写电极反应方程式:负极:Al失去电子成为Al3+后,电解质溶液中大量的OH-与Al3+反应:2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O正极:溶液中水电离出的H+得到电子生成H2:6H2O+6e-=3H2+6OH-两电极反应的左右两边分别相加,将OH-还原为NaOH,其总反应方程式为:2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑例2 写出右装置中的电极反应方程式和总的电池反应方程式思路①有外加电源,该装置一定是电极装置,据电源或其他信息准确判断出电解装置的阴阳极:Cu是阴极,石墨是阳极。
②在阴极发生反应的应是溶液中的阳离子,在阳极反应的应是除惰性电极外的金属单质和溶液中的阴离子,所以,当阳极材料不参加电极反应时,应找出溶液中的所有阴离子和所有阳离子:阳离子:Cu2+ H+;阴离子:OH- SO42-(阳极材料石墨是惰性电极)③比较微粒在阴阳极的放电顺序:阳离子的顺序:Cu2+>H+;阴离子的放电顺序:OH->SO42-④放电能力强的微粒先发生电极反应,可书写电极反应方程式:阳极:4OH--4e-=O2+2H2O 阴极:2Cu2++4e-=2Cu⑤将电极反应中的离子还原为原来的物质:OH-还原为原来的水,Cu2+还原为原来的CuSO4,4H2O-4e-=O2+2H2O+4H++) 2CuSO4+4e-=2Cu+2SO42-2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑规律电极反应:发生氧化(还原反应)的微粒-(+)ne-+电解质溶液参加反应的微粒=生成物新微粒。
总的电池反应:两个电极反应中的阴阳离子还原为原来的物质和产生的新微粒,再左边右边分别相加,按量消除得失的电子和左右相同的物质,部分阴阳离子重新组合成新的物质。
(2)据总化学反应方程式书写例题高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O = 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH写出充电阳极和放电时正极反应的电极反应方程式。
思路①放电过程发生的是原电池的反应,化合价升高的物质失去电子作负极,化合价降低的物质得到电子在正极反应:Zn的化合价升高,失去电子,应发生负极反应:3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2K2FeO4的化合价升高,应在原电池的正极反应:2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-②充电过程发生的是电解的反应,化合价升高的物质应在阳极失去电子,化合价降低的物质应在阴极得到电子其电极反应恰好与原电池的相反:阳极:2Fe(OH)3+10OH--6e-=2FeO42-+8H2O;阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH-快速书写电极方程式1、电解电解质本身如CuCl2溶液的电解,阳极的书写我们要考虑溶液中的阴离子的放电顺序:SO42-、OH-、Cl-、Br-、I-、S2-从左到右得电子能力由难到易,所以Cl-优先放电:电极方程式:2Cl-→Cl2 +2e-。
阴极的书写我们要考虑,溶液中的阴离子的放电顺序:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、H+、Cu2+、Ag+、Au+的放电从左往右得电子能力由难到易,所以Cu2+优先放电,电极方程式:Cu2++2e-→Cu电极总反应:两个电极配成相同电子后相加即:CuCl2 = Cu+Cl 2符合这种类型的有:Cl-往右的阴离子与H+向右的阳离子结合形成的化合物电解时都符合这条规律。
2、电解时相当于电解水如Na2SO4溶液的电解;阳极的书写我们要考虑,溶液中的阴离子的放电顺序,OH-优先SO42-放电电极方程式:4OH-→O2+2H2O+4e-。
阴极的书写我们要考虑溶液中的阳离子的放电顺序,H+优先Na+放电,电极方程式:2H++2e-→H2,电极总反应:两个电极转移电子数相同时,两个电极相加即2H2O= 2H2 +O2。
符合这种类型的有:OH-往左的阴离子与也H+往左的阳离子所形成的化合物,电解时都符合这条规律。
3、电解时放氧生酸型如CuSO4溶液的电解:阳极的书写要考虑溶液中的阴离子的放电顺序:OH-优先SO42-放电,电极方程式4OH-→O2 +2H2O+4e-阴极的书写要考虑溶液的阳离子的放电顺序,Cu2+优先H+放电,电极方程式:Cu2++2e-→Cu。
总电极方程式:电子转移相同时两极相加即:2CuSO4+2H2O=Cu+2H2SO4+O2符合这种类型的有:OH-往左的阴离子与H+往右的阳离子形成的化合物,也可以看成含氧酸根离子与不活泼金属阳离子所形成化合物。
只要我们抓住这条规律,会达到事半功倍的效果,如有题目:用惰性电极电解AgNO3溶液后,问溶液的PH怎样变化?只要能记住放氧生酸型,自然一眼看出生成酸PH变小,既快速又准确。
4、电解时放氢生碱型NaCl溶液的电解:阳极的书写要考虑溶液中的阴离子的放电顺序,Cl-优先OH-放电,电极方程式:2Cl-→Cl2 +2e-阴极的书写要考虑溶液中的阳离子的放电顺序,H+优先Na+放电,电极方程式:2H++2e-→H2 。
总电极式的书写要注意,转移电子相同后,我们还要考虑这些离子来自于何种物质才能相加,NaCl溶液的电极总方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2 +H2 ,并非直接两种化合物相加,如上面的2HCl=Cl2 + H2就显然错误了。
符合这种类型的有:OH-向右的阴离子和H+向左的阳离子形成的化合物。
只要我们能掌握住这几条规律,在平时的练习中有很多题目很快就能做出来:如用惰性电极电解NaCl溶液一段时间后,要使溶液恢复原来状态,应该加何种物质,我们很快判断出符合放氢生碱型,出来H2和Cl2且要将其生成碱中和掉,故加HCl即可。
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。
电池反应为放电LiCoO2+C6,下列说法正确的是()CoO2+LiC6充电A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-=Li++C6B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2C.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。