电极方程式的书写和常见电源(高考总复习)

电极方程式的书写和常见电源(高考总复习)
电极方程式的书写和常见电源(高考总复习)

电极方程式的书写和常见电源

电极反应式书写的一般步骤:

负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中,电解液为K OH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。

正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-。

特殊情况:Mg-Al-NaOH,Al作负极。

负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-==H2↑+2OH-

Cu-Al-HNO3,Cu作负极。

注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;

肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2

无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。pH变化规律:

电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。

溶液:若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小(增大);若总反应的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质

的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。

书写下列原电池的电极方程式

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 == 2Fe(OH)2

4.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 == 2H2O

5.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 == 2H2O

6.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 == 2H2O

7.铅蓄电池(放电)

正极 (PbO2) :

PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+→ PbSO4 + 2H2O

负极 (Pb) :Pb- 2e-+ SO42-→ PbSO4

总反应式:

Pb+PbO2+4H++ 2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O

8.Al─NaOH─Mg原电池

正极:6H2O + 6e-→ 3H2↑ + 6OH-

负极:2Al - 6e- + 8OH-→ 2AlO2- + 4H2O

总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑

9.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

10.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-→ 2CO32- (持续补充CO2气体)

负极:2CO + 2CO32- - 4e-→ 4CO2

总反应式:2CO + O2 == 2CO2

11.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

例1.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是

A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为Al-3e-===Al3+

B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+

D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+

答案:C

例2.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是

A .正极反应为Zn -2e -===Zn2+

B .电池反应为Zn +Cu2+===Zn2++Cu

C .在外电路中,电流从负极流向正极

D .盐桥中的K +移向ZnSO4溶液 【答案】B

例3.甲醇、空气(含CO2),与碳酸锂熔融盐燃料电池。甲醇被氧化,因此通甲醇的一极是负极,CO32-参与反应。 负极反应: 正极反应: 总反应:

例4.判断下列原电池的正负极?并写出正负极电极方程式

例5.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

A .有O2放电的a 极为电池的负极

B .有H2放电的b 极为电池的负极

C .a 极对应的电极反应式为O2+2H2O +4e -===4OH -

D .该电池的总反应方程式为2H2+O2=====高温

2H2O 答案:BD

1.锌锰干电池

(1)结构:锌锰干电池是以锌筒为负极,石墨棒为正极,在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl 作电解质。

(2)原理:锌锰电池是一次性电池,放电之后不能充电,内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极发生的电极反应为2MnO2+2NH+4+2e-===Mn2O3+2NH3+H2O。

(3)缺陷与改进:锌锰干电池电量小,而且在放电过程中容易发生气涨或漏液,会导致电器设备的腐蚀。改进措施:①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池;②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH,并在构造上进行改进,制成碱性锌锰电池。

2.充电电池

电池

原子能电池:将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器

转变为电能的装置。

太阳能电池:将太阳能转化为电能的装置

化学

电池

将化学能

转化为电

能的装置

一次电池:活性物质消耗到一定程度就无

法继续使用的电池,如:普通锌锰电池等。

二次电池:又称为充电电池或蓄电池,放

电后可充电式活性物质获得再生。如铅蓄

电池等。

燃料电池:如氢氧燃料电池、甲烷燃料电

池等等。

(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时又逆向进行,生成物重新转化为反应物,使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的

转化关系是化学能放电

充电电能。

(2)常见的充电电池

①铅蓄电池

负极是Pb,正极是PbO2,电解质溶液是硫酸溶液,常作汽车电瓶,电压稳定,使用方便安全。

②镍镉电池

以Cd为负极,NiO(OH)为正极,以KOH为电解质,寿命比铅蓄电池长,但镉是致癌物质,废弃镍镉电池如不回收,会严重污染环境。

③碱金属中的Li是最轻的金属,活泼性极强,是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。

3.燃料电池

(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的装置。

(2)燃料电池与火力发电相比,其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下:

负极:2H2+4OH--4e-===4H2O(氧化反应);

正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(还原反应);

总反应:2H2+O2===2H2O。

例6.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )

A.负极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-

B.负极反应式:CH4+8OH--8e-===CO2+6H2O

C.随着放电的进行,溶液的氢氧根浓度不变

D.放电时溶液中的阴离子向负极移动

解析O2+2H2O+4e-===4OH-应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出,它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应,所以溶液的c(OH-)将减小。

答案 D

例7.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )

A.a极是负极,该电极上发生氧化反应

B.b极反应是O2+4OH--4e-===2H2O

C.总反应的化学方程式为2H2+O2===2H2O

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

答案 B

解析a极通H2为负极,电极反应式为2H2+4OH--4e-===4H2O发生氧化反应,A正确;b 极通O2为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,B不正确;正负极电极反应式相加得总反应为2H2+O2===2H2O,C正确;氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源,D正确。

例8..对化学电源的叙述正确的是( )

A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高

B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位

C.化学电源均是安全、无污染的

D.化学电源即为可充电电池

答案 A

解析由于是化学能与电能的直接转化,节省了许多中间环节,所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多,但火力发电仍居世界耗电量的首位;化学电源一般较安全,但含重金属的电源如果随意丢弃,将会给环境带来严重的污染;有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池),有些是不可充电的(如干电池)。

例9.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是( )

A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气

B.碳棒取出洗净用作电极

C.把铜帽取下洗净回收利用

D.电池内部填有NH4Cl等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥施用

答案 D

解析虽然氯化铵是一种化学肥料,但电池内部还有其他有害物质,如果用作化肥,会污染土壤,进入生物链后,影响人体健康。

一、选择题

1.固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

①多孔电极a为负极

②a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-

③b极的电极反应式为H2-2e-+O2-==H2O

④该电池的总反应式为2H2+O22H2O

A.①② B.②④ C.②③ D.③④

【答案】D

2.下列关于反应4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑的叙述中,正确的是

A.SOCl2既是氧化剂又是还原剂,Li是还原剂

B.若2molSOCl2参加反应,则转移的电子数为8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)

C.若将该反应设计成电池,则SOCl2在正极发生反应

D.若将该反应设计成电池,则可用稀硫酸作电解质溶液

【答案】C

【解析】Li的化合价升高,作还原剂,SOCl2中S元素的化合价降低,作氧化剂,A项错误;观察反应4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2可知:Li由0价升高到+1价,2 mol SOCl2参加反应,需要消耗4molLi,共转移4 mol电子, B项错误;将该反应设计成电池,正极电极反应式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2,则SOCl2在正极发生反应,C项正确;由于Li和SOCl2都易与水反应,电解池应为非水电解质,D项错误。

3.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。对该燃料的说法正确的是

A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极

B.电池的总反应是:2C4H10+13O28CO2+10H2O

C.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-

D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10 +26 e-+13 O2-=4 CO2 ↑+5 H2O 【答案】C

4.科学家模仿植物的光合作用,开发出了利用太阳光、水及二氧化碳(CO2)合成甲烷(CH4)

的人工光合系统,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()

A.GaN为负极,Cu为正极 B.该装置中只存在两种能量的转化C.GaN电极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑ D.该装置工作时,H+向Cu电极移动【答案】B

【解析】A项,如图所示,电子从GaN极流出,所以GaN为负极,Cu为正极,故A正确;B 项,该装置中至少涉及太阳能、化学能、电能三种能量转化,故B错误;C项,如图所示,GaN电极H2O反应生成O2,根据电子守恒及电解质的特点,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,故C正确;D项,原电池工作时阳离子移动到正极,所以H+通过质子交换膜向Cu电极移动,故D正确。

5.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池正极反应为:

A.O2+4H++4e-=2H2O B.H2=2H++2e-

C.O2+2H2O+4e-=4OH- D.H2+2OH-=2H2O+2e-

【答案】A

6.如图所示的原电池装置中,X,Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是()

A.外电路的电流方向为:X→外电路→Y

B.若两电极分别为Zn和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn

C.若两电极都是金属,则它们的活动性强弱为X>Y

D.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应

【答案】C

【解析】试题分析:A.电流的方向是正电荷的移动方向,所以外电路的电流方向为:Y→外电路→X,错误;B.若两电极分别为Zn和碳棒,由于活动性Zn>C,则X为Zn,Y是碳棒,错误;C.若两电极都是金属,根据原电池的构成条件。活动性强的失去电子,作负极,则它们的活动性为X>Y,正确;D.[X极失去电子,发生氧化反应, Y极上获得电子,发生的是还原反应,错误。正确

7.据报道,美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池。锌电池具有容量大、污染少等优点。电池反应为2Zn+O2=2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气。下列叙述正确的

是()

A.锌为正极,空气进入负极反应 B.负极反应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O [Z.X.X.K]

C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定是强酸

【答案】B

8.某MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸汽,其工作温度为600℃~700℃,所用燃料为氢气,电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,负极电极反应式为:

H2+CO32——2e—H2O+CO2。则下列判断中正确的是()

A.放电时CO32—向负极移动 B.放电时CO32—向正极移动

C.正极反应: 4OH——4e—=2H2O+O2↑ D.当电池中生成 1 mol水时,转移 4 mol 电子

【答案】A

【解析】A、根据原电池工作原理,阴离子(CO32—)向负极移动,故正确,B、根据A项分析,故错误;C、根据“总反应式-负极反应式=正极反应式”得该电池的正极反应式为O2+2CO2+4e—=2 CO32—,故错误;D、当电池中生成1 mol水时,转移2mol电子,故错误。9.氢氧燃料电池是一种新能源。下图为氢氧燃料电池示意图。下列说法不正确的是()

A.电子由B极通过导线流向A极 B.A极是负极,B极是正极

C.该装置能将化学能转化为电能 D.产物为无污染的水,属于环境友好电池

【答案】A

【解析】氢氧燃料电池中,氢气发生氧化反应,通氢气的A极为原电池的负极,氧气发生还原反应,通氧气的B极为原电池的正极。A、电子由负极通过导线流向正极,即由A极通过导线流向B极,故说法错误;B、A极是负极,B极是正极,故说法正确;C、该装置能将化学能转化为电能,故说法正确;D、产物为无污染的水,属于环境友好电池,故说法正确。10.二甲醚(CH3OCH3)是一种绿色、可再生的新能源。下图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。该电池工作时,下列说法错误的是()

A.a电极为该电池负极

B.O2在b电极上得电子,被氧化

C.电池工作时,a电极反应式:CH3OCH3—12e-+3H2O = 2CO2↑+12H+

D.电池工作时,燃料电池内部H+从a电极移向b电极

【答案】B

二、非选择题

11.铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断:

(1)该蓄电池的负极材料是_________,放电时发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。

(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性_________(填“增大”、“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向_________(填“正”或“负”)极。

(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应_______________________________________(用离子方程式表示)。

(4)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH 溶液,则氢氧燃料电池的负极反应式为____________________。该电池工作时,外电路每流过1×103 mol e-,消耗标况下氧气_________m3。

【答案】(1)Pb,氧化;(2)减小,负;(3)PbO2+2 e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O;(4)H2-2e-+2OH-=2H2O,5.6。

12.依据氧化还原反应:2A g+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:

(1)电极X的材料是______;电解质溶液Y是________;

(2)银电极为电池的极,发生的电极反应为;X电极上发生的电极反应为_______反应;(填“氧化”或“还原”)

(3)外电路中的电子(填“流出”或“流向”)Ag电极。

(4)当有1.6 g铜溶解时,银棒增重______ g。

【答案】(1)Cu,AgNO3;(2)正,Ag++eˉ=Ag,氧化反应;(3)流向;(4)5.4。

一、选择题

1.下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法,不正确的是( )

A.a极是负极

B.该电池总反应为2H2+O22H2O

C.电子由b通过灯泡流向a

D.氢氧燃料电池是环保电池

2.下列说法中正确的是( )

①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部

②锌锰干电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池

③锂电池是新一代可充电电池

④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功

A.②③④B.①②③④

C.①②③D.①③④

3.下列有关电池的说法不正确的是( )

A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D.锌锰电池中,锌电极是负极

4. 如下图所示为普通锌锰电池(即“干电池”)的组成和结构示意图,其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2,下列说法正确的是( )

A.锌是正极,MnO2是负极

B.锌是负极,MnO2是正极

C.锌是正极,石墨是负极

D.锌是负极,石墨是正极

5.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电池总反应:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。下列说法不正确的是( ) A.正极反应式:2H2O+O2+4e-===4OH-

B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极

C.以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积

D.该电池通常只需要更换铝板就可继续使用

6.燃烧电池是利用燃烧(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气反应,将化学能转化为电能的装置。电解质溶液是强碱溶液。下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为( ) A.负极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-

B.负极反应:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

C.随着放电进行,溶液的OH-浓度

D.放电时溶液中的阴离子向正极移动

7.关于化学电源的叙述,错误的是( )

A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的

B.在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参与化学反应

C.镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵

D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源

8.制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:

2Zn+2OH--2e-2ZnO+H2↑,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

9.有人预言:H2是21世纪最理想的能源,其根据不正确的是( )

A.生产H2的原料来源广阔

B.在等质量的可燃气体中,H2燃烧时放出的热量多

C.H2易液化,携带方便

D.燃烧时无污染

10.废旧电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法中你认为不正确的是( )

A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气

B.把碳棒取下洗净用作电极

C.把铜帽取下洗净回收利用

D.将废电池中的黑色糊状物用作化肥

二、填空题

1.航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池反应总式都表示为:2H2+O2=2H2O。

酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应可表示为:2H2-4e-=4H+,则其正极反应表示为:______________________;碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应式表示为:O2+2H2O+4e-=40H一,

则其负极反应式可表示为:___________。

2.现代社会对耗电量高的便携式电器需求越来越大。化学家又研制出新型封闭式体积小的充电电池——镍镉电池。它以镉(Cd)为负极,NiO(OH)为正极,以KOH为电解质,其寿命比铅蓄电池长,广泛应用于收录机,无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

(1)试写出这种电池放电时正负极反应和总反应方程式;

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物。有资料表示一节废镍隔电池可以使面积为1平方米的耕地失去使用价值。对于酸性土壤尤为严重,这是因为

________________________________________________________________________;

(3)下图是废弃的镍镉电池的重金属渗入水体后,进入人体的一条途径:

A→B→C→D→人

生物体D中重金属物质的量浓度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)生物体A中重金属物质的量浓度。这是通过食物链的富集作用引起的。除了上述途径外,被污染水体中重金属还可以直接通过__________________途径进入人体。

【答案与解析】

一.选择题

1.C

2.B

3.B

【解析】电池分为一次电池、二次电池和新型电池(燃料电池)。手机上用的锂离子电池可以反复充放电,属于二次电池,A选项正确。锌比铜活泼,因此构成原电池时,锌失电子作负极,电子沿外电路流向正极铜,所以B错误。

4.D

【解析】锌锰电池是用锌制的圆筒形外壳作负极,位于中央的盖有铜帽的石墨棒作正极,圆筒内填充 ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极化剂,吸收正极放出的H2,防止产生极化现象。故选D。

5.B

【解析】该电池的负极反应式:4Al-12e-===4Al3+;正极反应式:6H2O+3O2+12e-===12OH -。电池工作时电子由负极(铝电极)流向正极(铂电极)。

6.B

【解析】负极应该发生氧化反应,所以A错误,B正确;反应消耗OH-,所以OH-浓度减小,C错误,放电时,负极发生氧化反应失电子,生成的离子带正电,所以吸引溶液中的阴离子向负极移动,D错误。

7.C

【解析】镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属,会对环境造成严重的污染。

8.B

9.C

10.D

【解析】电池内部填有氯化铵、MnO2等化学物质,将废电池中的黑色糊状物用作化肥会对环境造成严重污染。

二、填空题

1.O2+4H++4e-=2H2O, H2+2OH--2e- =2H2O

【解析】正极反应式加负极反应式等于总反应式,即在保证转移电子总数相等的前提下,用总反应式减去负极反应式即得正极反应式。

2.(1)负极:Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2

正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O===2Ni(OH)2+2OH-

总反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O===Cd(OH)2+2Ni(OH)2

(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2溶于酸

(3)大于饮水

【解析】(1)Cd为负极,失去电子成为Cd2+,电解质为KOH,放电后,它与Cd2+反应生成Cd(OH)2。NiO(OH)为正极,得到电子成为Ni2+,放电后,与KOH反应生成Ni(OH)2。

(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2难溶于水,但Ni(OH)2、Cd(OH)2易溶于酸生成Cd2+和Ni2+,造成严重污染。

(3)通过食物链的富集作用,生物体内重金属物质的量浓度按A、B、C、D、人逐渐增大。

电化学中电极反应式的书写技巧1

几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 江西黎川一中朱印聪 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 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H 2 , 正极通入 O 2, 总反应为:2H 2 + O 2 === 2H 2 O 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) 负极发生的反应为:H 2+ 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H 2 O,所以: 负极的电极反应式为:H 2– 2e- + 2OH- === 2H 2 O; 正极是O 2得到电子,即:O 2 + 4e- === 2O2-,O2- 在碱性条件下不能单独存 在,只能结合H 2O生成OH-即:2O2- + 2H 2 O === 4OH-,因此, 正极的电极反应式为:O 2 + H 2 O + 4e- === 4OH-。 2.电解质是H 2SO 4 溶液(酸性电解质) 负极的电极反应式为:H 2 +2e- === 2H+ 正极是O 2得到电子,即:O 2 + 4e- === 2O2-,O2- 在酸性条件下不能单独存 在,只能结合H+生成H 2O即:O2- + 2 H+ === H 2 O,因此 正极的电极反应式为:O 2+ 4H++ 4e-=== 2H 2 O(O 2 + 4e- === 2O2-,2O2- + 4H+ === 2H 2 O) 3. 电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极的电极反应式为:H 2 +2e- === 2H+ 正极的电极反应式为:O 2 + H 2 O + 4e- === 4OH- 说明:1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3.中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4.水溶液中不能出现O2-

小专题《电极式的书写》

小专题《电极式的书写》 1.(2014广州调研32节选4)步骤Ⅳ中通过电解MnSO 4溶液制取Mn ,在 (填“阴” 或“阳”)极析出Mn ,电极反应方程式为 。 2.(2014揭阳调研31节选3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,用煤炭气(CO 、H 2)作 负极反应物,空气与CO 2的混合气体为正极反应物,催化剂镍作电极,用一定比例的Li 2CO 3 和Na 2CO 3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为:CO+H 2-4e -+2CO 32-=3CO 2+H 2O ;则该电池的正极反应式为 。 3.(2014清远期末质检31节选)在甲醇—空气—KOH 溶液的燃料电池中,电池负极的电极 反应式: ________________________________________________________________ 4.(2014湛江一模31节选)科学家制造出一种使用固体电解质的高效燃料电池。一个电极 通入空气,另一个电极通入燃料蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y 2O 3 的ZrO 2固体,它在 高温下能传导O 2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丙烷(C 3H 8)代表燃料。 (1) 电池的负极反应式为 ; (2) 放电时固体电解质里的O 2-离子向____极移动(填“正”或“负”)。 5.(2014广东四校联考31节选)(3)写出甲烷—空气燃料电池(电解质溶液为KOH 溶液)中负 极的电极反应式 。 (4)电解氯化镁的阴极反应式为: 。 6.(2014广东四校联考31节选)②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO 2在电极上可转化为 甲烷,该电极反应的方程式为 。 7.(2014江门调研31节选2)水电池总反应可表示为:5MnO 2+2Ag +2NaCl =Na 2Mn 5O 10 +2AgCl ,该电池的负极反应式为 。水电池工作时,Na +不 断向 极方向移动。 8.(2014深圳一模32节选4)根据2CrO 42-+2H + Cr 2O 72 -+H 2O 设计图示装置(均为惰性电极)电解Na 2CrO 4溶液制取Na 2Cr 2O 7,图中右侧电极连接电源的 极,其电极反应式为 。 9.(2014茂名一模32节选5)Ca(IO 3)2也可用电化学氧化法制取:先充分电解KI 溶液,然后在电解后的溶液中加入CaCl 2,最后过滤得到Ca(IO 3)2。写出电解时阳极发生的电极反应方程 式 。 10.(2014肇庆一模31节选)(5)工业上用Na 2SO 3吸收尾气中的 SO 2,再用右图装置电解(惰性电极)NaHSO 3制取H 2SO 4(阴离子 交换膜只允许阴离子通过),阳极电极反应式 为: ,阳极区逸出气体的成分为 (填 化学式)。 11(2014汕头一模31节选)(2)利用该反应设计一个燃料电池: 用氢氧化钾溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷 气体的电极应为 极(填写“正”或“负”),该电极上发生的电极反应是 (填 字母代号)。 电源 NaOH 浓溶液 Na +交换膜 NaOH 稀溶液 Na 2CrO 4 溶液 Na 2Cr 2O 7 溶液

高中化学 电极反应式的书写

电极反应式的书写 高考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆ 典例在线锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为:Li+MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是 A.Li是正极,MnO2是负极 B.放电时负极的反应:Li-e-===Li+ C.放电时正极的反应:+e-===MnO2 D.电池放电时,产生高锰酸根离子 【参考答案】B 【试题解析】Li在负极发生反应:Li-e-===Li+,MnO2在正极发生反应:MnO2+e-===。 解题必备 1.根据装置图书写电极反应式 (1)确定原电池的正负极及放电的物质。 首先根据题目给定的图示装置特点,结合原电池正负极的判断方法,确定原电池的正负极及放电的物质。 (2)书写电极反应式。 ①负极反应: 规律:活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H+(或其他氧化产物),要注意生成的物质是否与电解质溶液发生反应。 ②正极反应: 规律:阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O2-。 (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2.根据电池总反应式,写电极反应式 第一步:找出还原剂和氧化剂,确定负极、正极放电的物质。 第二步:利用电荷守恒写出电极反应式,注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应,如O2?在酸性溶液中生成H2O,在碱性或中性条件下生成OH-;+4价碳在酸性条件下生成CO2,在碱性溶液中

以形式存在。 第三步:验证,将两个半反应相加,得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。 学霸推荐 1.Li-A l/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe 有关该电池的下列说法中,正确的是 A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1 B.该电池的总反应式为2Li+FeS===Li2S+Fe C.负极的电极反应式为Al-3e-===Al3+ D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS 2.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+ B.正极反应式为Ag++e-===Ag C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ 3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为:Al?3e?Al3+ B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al+4OH??3e?+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl 3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu–2e?Cu2+ D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu?2e?Cu2+ 答案 1.【答案】B 【解析】由正极的电极反应式知,在负极上Li失去电子被氧化,所以Li-Al在电池中作为负极材料。该材料中Li的化合价为0价,故A项错误;负极的电极反应式为2Li-2e-===2Li+,故C项错误;该电池的总反应式为正、负极的电极反应式之和:2Li+FeS===Li2S+Fe,故B项正确;由于充电时阴极发生还原反应,所以阴极的电极反应式为2Li++2e-===2Li,故D项错误。 2.【答案】B 3.【答案】C

电化学中电极反应式的书写技巧

电化学中电极反应式的书写技巧 电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考的热点题型之一,其中,燃料电池电极反应式以及可充电电池电极反应式的书写又是电极反应式书写中的难点。下面笔者就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳,旨在“抛砖引玉”。 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 1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),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。

(完整版)电极反应式书写练习答案

、写出电极反应式和总方程式1. Fe Cu 3. C C 电极反应式书写练习 负极:Fe— 2e =F$ + 正极:2Fe3+ 2e—=2F$+ 总方程式2F$+ + Fe=3Fe+ 负极:Zn—2e =Z* 正极:Ci2 + + 2e—=Cu 总方程式Zn+ 皿=Zn2+ + Cu 负极:2Fe—4e—=2FeT 正极O+4e +2H|O=4OH 总方程式:2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH2 4Fe(OH2+ O2 + 2H2O=4Fe(OH3 负极:Fe— 2e—=F$ + 正极:2H+ + 2e—=H2t 总方程式:Fe+ 2H+=Fe2++ H2 t 负极:2H2 —4e—=4H+ 正极:O?+ 4e + 4H=2H g O 总方程式:2H2+ O2=2H2O 6. 负极:2H2 —4e—+ 4OH_=4H2O 正极:Cj2+4e—+2H2O=4OH 总方程式:2H g+ O2=2H2O 7. 负极:CT —8e—+ 2H2O=CQ + 8H+ 正极:2Q2+ 8e—+ 8H+=4IHO 总方程式:CH土2O=CO土2HO 8. CH * E O J 多扎 KOH辭 液 负极:CH4 —8e—+ 1OOH_ =CO2—+ 7世0 正极:2O g+8e—+4H2O=8OH 总方程式:CM+ 2O2+ 2OH — =CQ2 — + 3HO 5. 9.

负极:CH 4— 8e _+ 4&_=CQ + 2H 2O 正极:2Q 2+ 8e — =40^ 总方程式:CH 4 + 2O 2=CQ + 2H 2O 10. 4 CH Oi M e J 一二 二二二 1 二二二z ■■一 ■ 二■ - ■■ ■ ■ 负极:CH 4 — 8e — + 2H ?O=CQ + 8H + 正极:2O 2 + 8e — + 8H + =4H 2O 11. NaOH 溶液 总方程式:CH 4+ 2O 2=CC 2+ 2H 2O 负极:2AI — 6e — + 80H_ =2AIO 2— + 4H g 0 正极:6H g O + 6e — =3H 2 + 6OH~ 总方程式:2AI + 20H_+ 2H 2O=2AIQ — + 3H? T 12.铝镍电池(负极-Al ,正极-Ni 电解液-NaCI 溶液、02) 负极:4AI — 12e — =4AI 3+ 正极:30?+ 12e —+ 6H 2O=12OH — 总方程式:4AI + 302 + 6H 2O=4AI(OH) 3 14?甲醇燃料电池 (1) .碱性电解质(铂为两极、电解液为K0H 溶液 负极:2CH 3OH — 12e — + 160H — =2CO 32 — + 12H ?0 正极:30?+ 12e + 6H g O=12OH — 总方程式:2CH 3OH + 302+ 4OH_=2CQ 2 — + 6比0 (2) .酸性电解质(铂为两极、电解质为 H 2SQ 溶液 负极:2CH§0H — 12e — + 2H 2O=2CO 2+ 12H + 正极:302 + 12e + 12H +=6H 匹 总方程式:2CF 3OH + 3O 2=2CQ + 4吃0 15.C0燃料电池 (1).熔融盐(铂为两极、Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐作电解质,C0为负极燃气, 空气与C02的混合气为正极助燃气) 负极:2C0 — 4e — + 2CO 32 — =4CO 2 正极:02 + 4e — + 2CO 2=2CO 32 — 总方程式:2C0 + O 2=2CO2 ⑵.酸性电解质(铂为两极、电解液为 H 2SC 4溶液 负极:2C0 — 4e — + 2H 2O=2CO 2 + 4H + 13.甲烷燃料电池( 铂为两极、正极通入 0 2和C02、负极通入甲烷、熔融碳酸盐(K 2CO 3 作电解质) 负极:CH 4 — 8e — + 4CO 32_=5CO 2+ 2H 2O 正极:202 + 8e + 4CO 2=4CO 32 总方程式:CH 4+2O 2=CO 2 + 2H2O 正极:02 + 4e — + 4H +=2H 2O 总方程式:2C0 + O 2=2CO 2 二、根据总方程式写电极反应式 1. Zn + 2Mn O 2+ 2NH 4CI=Z nCI 2 + 2Mn 0(0H) + 2NH 3 T 负极:Zn — 2e =Zn 2+ 正极:2MnO 2 + 2NH 4++2e —=2Mn0(0H) + 2NH 3 T

电池的电极反应式的书写(打印)

高中常见的原电池电极反应式的书写(十年高考) 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) 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-==4- OH(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)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、O2) 负极:4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12- OH(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 +2 OH-(还原反应) 化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH 7、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 + 2 OH-(还原反应) 化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 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) 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) 9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH) 负极(Al):2Al + 8 OH–- 6e- =2AlO2–+4H2O (氧化反应) 正极(Mg):6H2O + 6e- =3H2↑+6OH–(还原反应) 化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–+ 3H2 10、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2) 负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应) 正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(还原反应) 化学方程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S,

电化学电极方程式书写专题训练

电化学电极方程式书写专题训练(△标注的为提高题) 方法指导 一、电解池电极方程式的书写 1、先看电极。阳极若为活性电极阳极本身参与电极反应失电子,被氧化,阴极按放电顺序。 2、再判断溶液中的离子放电顺序。若阳极为惰性电极,对阴阳离子分别判断其放电顺序(即阴离子的失电子能力、阳离子的得电子能力),按优先放电离子先反应,书写电极反应。 3、最后阴阳相加得总反应。①若阴阳极参与反应的离子均来自溶质是,两极方程式直接相加得到总方程式,②若阴、阳极有水电离的H+或OH-参加反应,则应把H+或OH-还原成水的形式后在相加(即“各回各家,各找各妈”)③若阳极为电极本身参加反应,则应用电极材料与参加阴极反应的阳离子或水相加做反应物,再根据两个电极书写产物。 二、电池中电极方程式的书写 1、简单原电池及普通化学电源 ①先看总方程式:简单原电池的的总反应多为负极材料与电解质溶液间的反应,可直接书写。但也有负极不能与电解质溶液反应的原电池,如Fe-C氯化钠溶液构成的原电池,相当于金属的吸氧腐蚀。化学电源的总反应比较复杂,题中都会有相关信息,可以直接应用。 ②再写负极反应:基本上都是负极金属失电子的反应,但要注意溶液环境对负极氧化所得阳离子的影响,若有阴离子能与其结合生成沉淀或络合物如Al(OH)4-,电极反应物中应该有相应的阴离子参与。 ③最后写正极反应:总反应-负极反应。(简单原电池或者金属吸氧腐蚀可以直接写出) 2、燃料电池 ①先写总反应。应参考燃烧产物书写总反应。但要注意溶液酸碱性对(燃烧)产物的影响,如碱性溶液中若燃烧产物有CO2生成,则写电池反应式应将燃烧式和反应式CO2+2OH-=CO32-+H2O相加(相加是注意要赔平两个反应使得CO2的系数相等)做为总电池反应。 ②再写正极反应,一定是O2被还原,要注意溶液环境对其还原产物的影响;另应配平使O2的系数与总方程式中的系数相等。 ③最后写负极反应:总反应-正极反应。注意负极反应式中一定没有氧气参与。 实战演练 一、电解池电极方程式的书写

电极反应方程式的书写步骤

电极反应方程式的书写步骤: 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↑+2H2O 2、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.

电极反应式和总反应式的书写规范

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

电池的电极反应式的书写(答案)

高中常见的原电池电极反应式的书写 一、一次电池 1、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极: Fe–2e-==Fe2+ 正极: 2H++2e-==H2↑ 离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) 负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ 正极: O2+2H2O+4e-==4 OH 化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 3、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 正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH- 化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH 4、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH ) 负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- 化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 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+ 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH- 总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面) 6、锂电池一型:(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- 化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S 二、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)

电极方程式的书写和常见电源(高考总复习)

电极方程式的书写和常见电源 电极反应式书写的一般步骤: 负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中,电解液为K OH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。 正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-。 特殊情况:Mg-Al-NaOH,Al作负极。 负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-==H2↑+2OH- Cu-Al-HNO3,Cu作负极。 注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+; 肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2 无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。pH变化规律: 电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。 溶液:若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小(增大);若总反应的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质

的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。 书写下列原电池的电极方程式 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 == 2Fe(OH)2 4.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 == 2H2O 5.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 == 2H2O 6.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 == 2H2O 7.铅蓄电池(放电) 正极 (PbO2) : PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+→ PbSO4 + 2H2O

电化学中电极反应式的书写技巧

电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考的热点题型之一,下面就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳总结,旨在“抛砖引玉”。 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,如Al-Cu-NaHCO3溶液构成的原电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3-反应: Al3+ +3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故铝件(负极)上发生的反应为: Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是仅仅写为: Al-3e-=Al3+。 3、若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现H+,且水必须写入正极反应式中,与O2结合生成OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现OH-,且H+必须写入正极反应式中,与O2结合生成水。如例 1、例2。 4、正负极反应式相加(电子守恒)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电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。如例2。 例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。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,在强碱性溶液中,O2得电子与H2O结合生成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 1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),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。 2、如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为: S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为: Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。(注:

电化学电极方程式书写专题训练

电化学电极方程式书写专题训练 |登封实验高中高一化学11假期作业(2014/9/28)班级名称 电化学电极方程写作专题训练(△标记改善问题) 方法指导 1,电解槽电极方程写作 1,先看电极|如果阳极是活性电极,阳极本身参与电极反应,失去电子并被氧化,阴极依次放电 2,再次判断溶液中的离子放电顺序如果阳极是惰性电极,则分别判断阴离子和阳离子的放电顺序(即阴离子的电子损失能力和阳离子的电子获得能力),根据优先放电离子进行第一次反应,并写入电极反应。 3,最终阴阳总反应(1)如果参与反应的阴极和阳极的离子都来自溶质,则直接将两极方程相加,得到总的 方程;(2)如果阴极和阳极有氢+或氢氧化物从水中分离出来参与反应,氢+或氢氧化物应还原成水的形式,然后再加入(即“返回每间房子,分别找到每一个母亲”);(3)如果阳极是参与反应的电极本身,则加入电极材料和参与阴极反应的阳离子或水相作为反应物,并根据两个电极写入产物2.在电池1中写入电极方程。简单一次电池和普通化学电源 ①先看一般方程:简单一次电池的一般反应主要是负极材料和电解液之间的反应,可以直接写出然而,也有负电极不能与电解质溶液反应的原电池,例如由铁-碳氯化钠溶液组成的原电池,这相当于金属

的氧吸收腐蚀。化学电源的总反应比较复杂,问题中会有相关信息,可以直接应用。 ②重写负极反应:基本上是负极金属失去电子的反应,但应注意溶液环境对负极氧化得到的阳离子 -离子的影响。如果阴离子可以与它们结合形成沉淀或络合物,如氢氧化铝,相应的阴离子应该包含在电极反应物中。 ③最后写出阳性反应:总反应-阴性反应(简单原电池或金属氧吸收腐蚀可直接写入)2。燃料电池 ①先写总反应总反应应参照燃烧产物来写然而,应注意溶液的酸性和碱性对(燃烧)产物的影响。例如,如果CO2是从 -2- 碱性溶液中的燃烧产物产生的,则在写入电池反应类型时,燃烧类型和反应类型CO2+2OH = CO3+H2O应被添加为总电池反应(添加是为了补偿两个反应,使得CO2的系数相等) ②再次写阳性反应时,必须降低O2。应注意溶液环境对其还原产物的影响。此外,O2的系数应平衡至等于总方程中的系数。 ③最后写阴性反应:总反应-阳性反应注意,在负反应式中必须没有氧实战练习 1,写电解池电极方程式 电极材料惰性电极惰性电极铜电极铜电极铜电极铝电极电解质氯化钠溶液硫酸铜溶液阳极反应阴极反应一般反应方程式熔化氯化镁熔化氧化铝H2O硫酸溶液氢氧化钠溶液H2SO4溶液氢氧化钠溶液登封

常见化学电源电极反应式的书写汇总

常见化学电源电极反应式的书写汇总1、银-锌电池: (电解质溶液:KOH溶液) 2、Ni-Cd电池:(电解质溶液:KOH溶液) 总反应:Cd +2 NiO(OH) + 2H 2O=Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 正极:2 NiO(OH) + 2H 2O+2e-→2Ni(OH) 2 +2OH- 负极:Cd +2OH-→Cd(OH) 2 + 2e- 3、铅蓄电池:(电解质溶液:硫酸) 总反应:Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 =2PbSO 4 + 2H 2 O 正极:PbO 2 + 4H++SO 4 2-+2e-→PbSO 4 + 2H 2 O 负极:Pb + SO 42-→PbSO 4 +2e- 4、锌锰干电池 (1)酸性(电解质:NH 4 Cl等)[注:总反应式存在争议] (2碱性(电解质KOH) 总反应:Zn+2MnO 2+H 2 O=Zn(OH) 2 +Mn 2 O 3 正极:2MnO 2+H 2 O+2e-→Mn 2 O 3 +2OH- 负极:Zn+2OH-→Zn(OH) 2 +2e-5、氢-氧电池:

6.锂电池:(正极材料为LiMnO 2 ) 总反应:Li + MnO 2=LiMnO 2 正极:Li++e-+MnO 2→LiMnO 2 负极:Li→Li++e- 7、甲烷电池:(电解质溶液:KOH溶液) 总反应:CH 4 +2 KOH + 2O 2 =K 2 CO 3 + 3H 2 O 正极:2O 2+8e-+ 4H 2 O=8OH- 负极:CH 4 +10OH-→CO 3 2- +8e-+7H 2 O 8、乙烷电池: (电解质溶液:KOH溶液) 总反应:2C 2H 6 + 8KOH +7O 2 =4K 2 CO 3 + 10H 2 O 正极:7O 2+28e-+ 14H 2 O→28OH- 负极:2C 2H 6 +36OH-→4CO 3 2-+28e-+24H 2 O 9、甲醇燃料电池(40%KOH溶液) 总反应式:2CH 3OH+3O 2 +4KOH→2K 2 CO 3 +6H 2 O 正极:3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极:2CH 3OH+16OH-→2CO 3 2-+12e-+12H 2 O 10、Fe-Ni电池(爱迪生电池):(电解质溶液:KOH溶液) 总反应:Fe + NiO 2 + 2H 2 O=Fe(OH) 2 + Ni(OH) 2 正极:NiO 2 + 2H 2 O+2e-→Ni(OH) 2 +2OH- 负极:Fe+2OH-→Fe(OH) 2 +2e- 11、铝-空气海水电池:(电解质溶液:海水) 总反应:4Al + 6H 2O + 3O 2 =4Al(OH) 3 正极:3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极:4Al→4Al3++12e-[注:海水基本呈中性] 12、熔融盐电池:(电解质:熔融Li 2CO 3 、Na 2 CO 3 )

高中常见原电池电极反应式书写总结

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) 一、一次电池(负极氧化反应,正极还原反应) 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)2 4Fe(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+H2O 7、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 + 2Ag 9、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+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S 二、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—稀硫酸) 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+2H2O 2、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)2 Ni(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

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