电极反应式的书写技巧

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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

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。

电极反应式的书写方法探究

电极反应式的书写方法探究

电极反应式的书写方法探究发布时间:2021-12-28T02:05:27.339Z 来源:《教学与研究》2021年第22期作者:唐庆奎[导读] 电极反应式,是正确理解和分析原电池和电解池的基础,也是高考的常见考点。

唐庆奎黑龙江省齐齐哈尔市依安县第一中学 161500 电极反应式,是正确理解和分析原电池和电解池的基础,也是高考的常见考点。

如果能正确地写出电极反应式,则该原电池或电解池的工作原理就迎刃而解了,因此,应该指导学生快速准确地写出电极反应式,进而解答相关问题。

本文以燃料电池为来例探讨电极反应式的书写方法和步骤。

一、书写方法守恒法,即电子守恒、电荷守恒、质量守恒。

电子守恒是指负极放电的物质(还原剂)失去的电子数与正极放电的物质(氧化剂)得到的电子数相等,由于得失电子的结果导致元素化合价的升降,且化合价升降总数等于丢失电子数,所以得失的电子数可由化合价升降的总数推测出来。

在分析某一极放电物质得失的电子数时,通过分析出其化合价升降的总数,即为其得失电子的化学计量数。

电荷守恒,一般需要考虑溶液的酸碱性,酸性时考虑加入氢离子(H+),碱性时考虑加入氢氧根离子(OH-)并确定相应的化学计量数,从而达到电荷守恒。

质量守恒即根据反应式两侧元素原子情况,确定还需要加入的物质,使等式质量守恒。

在完成了上述三个守恒后,整个电极反应式就书写完毕了。

二、书写步骤先确定某极放电的物质及其放电产物,再结合电解质溶液,考虑放电物质放电后的产物可能与电解质溶液反应的情况,写出相应的生成物,再根据电子守恒→电荷守恒→质量守恒的顺序,写出电极反应式。

若已知总反应的化学方程式,我们可以确定负极放电的物质为还原剂,正极放电的物质为氧化剂。

如在燃料电池中,负极放电的物质为燃料本身,正极放电的物质一般为氧气。

1、正极电极反应式的书写在燃料电池中,正极放电的物质一般为氧气。

氧气作为氧化剂放电,其生成物受电解质溶液的酸碱性影响,需要分两种情况讨论。

高考考前必看 电极反应式的书写方法

高考考前必看 电极反应式的书写方法

原电池电极反应式的书写方法一、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-=M n+;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-=== 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(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。

电极反应的书写技巧(最全最新)

电极反应的书写技巧(最全最新)

专项突破---电极反应式书写技巧电化学中电极反应式的书写基本是高考的必考题型之一,如何解决这一难题,应尊遵循以下思路:(1)明确写的是何种电极的反应式(2)明确该电极的放电微粒和放电后的产物:在确定放电微粒时要严格遵循题目要求。

(3)利用化合价的变化确定得失电子数(4)先利用电荷守恒,后利用原子守恒并结合电解质溶液的环境(酸性、碱性、中性等)确定电极反应式中的所缺微粒。

(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、正负极电极反应式在得失电子数目相同时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。

【典型例题】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。

【专题练习】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,电解质溶液是稀硫酸溶液,在甲烷燃料电池中:负极反应式为,正极反应式为:。

(二)、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,若阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前的金属,金属活动顺序由强到弱:钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金。

电极反应式的书写方法

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
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。

原电池中电极反应式的书写技巧

原电池中电极反应式的书写技巧

原电池中电极反应式的书写技巧原电池电极反应式的书写是高中化学学习中的一个重点和难点,对初学者来说常感到无从下手,它又是高考考查的热点,历年高考卷中都有涉及。

本人就这几年教学实践,谈几点有关电极反应式书写方法的体会。

一、书写原则原电池中电极反应属于氧化还原反应,要遵循原子守恒、转移电子守恒及电荷守恒原则。

除此之外,还要特别注意以下两点:加和性原则和共存原则。

加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。

利用此原则,用电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式,或颠倒相加也可。

如后面例题分析中的例4。

共存原则:如碱性溶液中CO 2不可能存在,也不会有H +参加反应或生成;同样在酸性溶液中,不会有OH -参加反应或生成。

根据此原则,同一物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。

(如后面例题分析中的例3)二、书写步骤(一)首先确定原电池的正、负极,常见有以下几种情况:1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强(针对电解质溶液而言)的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。

但也要具体情况具体分析。

(如例4)2.由电极变化情况确定:若某一电极不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极。

3.根据实验现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI-淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的是氧化反应还是还原反应,是H +还是OH -或I -等放电,从而确定正、负极。

一般而言,负极失电子被氧化,应该产生阳离子或消耗阴离子,使溶液中阴离子移向的一级,其pH值一般降低。

正极得电子被还原,应该是产生阴离子或消耗阳离子,是溶液中阳离子移向的一极,其pH值一般升高。

例如用酚酞作指示剂,溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H +放电导致c(OH -)>c(H +),H +放电是还原反应,故这一极为正极。

高中常见原电池电极反应式的书写

高中常见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(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+ == Zn2+ +H2↑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+== Fe2+ + H2↑(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 + 4e- +2H2O ==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+12e- +6H2O==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:2NH4++2e- +2MnO2==2NH3+Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O6、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–2e- + 2OH-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2e- + 2H2O ==2MnOOH + 2OH-(还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ 2MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn–2e- +2OH–== Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + 2e- + H2O == 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、铂网等惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2 + 12e-+ 6H2O==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- 6e- + 8OH–=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:Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O (还原反应) 充电时阴极:PbSO4 + 2e-== Pb+ SO42-(还原反应)阳极:PbSO4-2e- + 2H2O == PbO2 + SO42-+ 4H+(氧化反应)放电2PbSO4+2H2O总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4充电2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:Fe-2e—+ 2OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极:NiO2+ 2e—+ 2H2O == 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 + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、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 + e—+ Li+ == 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 放电LiFePO44、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:Cd-2e—+ 2OH– == Cd(OH)2 (氧化反应) Ni(OH)2+Cd(OH)2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放电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: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 放电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- + 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 放电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+ xe-+ x Li+ =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注意:可充电电池充电时与电源的连接可充电电池用完后充电时,原电池的负极与外电源的负极相连,原电池的正极与外电源的正极相连。

电化学电极反应式书写技巧

电化学电极反应式书写技巧

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负 极 : 4Li4e4Li 正 极 : 2SO C l24e4C lSSO 2
练习:以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图 如下图所示,写出两个电极的电极反应式。
负 极 : C 6H 1 2 O 6 2 4 e 6 H 2 O 6 C O 2 2 4 H 正 极 : 6 O 2 2 4 e 2 4 H 1 2 H 2 O
1.仅有一电极材料参加反应
阳极: Cu 2e Cu 2 阴极: Cu2 2e Cu 总反应:C(u 粗铜) C(u 精铜)
2.两电极材料均参加反应 已知某镍镉可充电电池的电解质溶液为KOH溶液,其 充、放电按下式进行,请写出充电时的电极反应。
C d 2 N iO O H 2 H 2 O 噲 垐 放 充 垎 电 电 垐 ? ? C d ( O H ) 2 2 N i( O H ) 2
碱性条件:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O 正极:3O2+12e-+6H2O=12OH- 负极:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
酸性条件: 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 正极:3O2+12e-+12H+=6H2O 负极:2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+
二、原电池的电极反应和总反应 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+。
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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:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。

例3、写出用石墨作电极,电解饱和食盐水的电极反应式。

解析:由于电极材料为石墨,是惰性电极,不参与电极反应,则电极反应式的书写只考虑溶液中的离子放电顺序即可。

溶液中的离子:Cl-、Na+、OH-、H+,移向阳极的阴离子有Cl-和水电离出的OH-,但在阳极上放电的是Cl-;移向阴极的阳离子有Na+和水电离出的H+,但在阴极上放电的是H+。

所以上述电解池的电极反应为:阳极:2Cl--2e-= Cl2↑,阴极:2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。

若将上述石墨电极改成铜作电极,试写出电解饱和食盐水的电极反应式。

解析:由于电极材料为Cu,是活泼电极,铜参与阳极反应,溶液中的阴离子不能失电子,但阴极反应仍按溶液中的阳离子放电顺序书写。

该电解池的电极反应为:阳极:Cu-2e-= Cu2+,阴极:2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。

(注:阳极产生的Cu2+可与阴极产生的OH-结合成Cu(OH)2沉淀,不会有Cu2+得电子情况发生。

)三、可充电电池电极反应式的书写可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁,它也是电化学知识的重要知识点。

放电为原电池反应,充电为电解池反应。

原电池的负极反应与电解池的阴极反应,原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。

只要我们按前面方法能熟练书写放电(即原电池)的电极反应式,就能很快写出充电(即电解池)的电极反应式。

例4、铅蓄电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。

试写出放电和充电时的电极反应式。

解析:因为放电为原电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。

Pb失电子发生负极反应,产生的Pb2+在H2SO4溶液中结合SO42-生成难溶于水的PbSO4,故其负极反应式为:Pb+SO42--2e-=PbSO4。

由电子守恒可知,其正极反应式为总式减去负极反应式:PbO2+ SO42-+4H++2e-= PbSO4+2H2O。

充电为电解池反应,其电极反应式书写是这样的,阴极反应式为原电池负极反应式的逆反应,即PbSO4+2e-=Pb+SO42-;阳极反应式为原电池正极反应式的逆反应,即PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+ SO42-+4H+。

四、特殊情况电极反应式的书写在书写电极反应式时,一定要注意一些特殊情况。

1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变,有时可导致离子放电顺序的改变。

例5、在给某镀件镀锌时,电镀液是饱和ZnCl2溶液,试写出该电镀池的电极反应式。

解析:在饱和ZnCl2溶液中,放电能力:H+>Zn2+,但溶液中Zn2+的浓度远大于水电离出来的H+的浓度,所以阴极应是Zn2+放电,而不是H+放电。

其电极反应式为:阳极:Zn-2e-= Zn2+;阴极:Zn2++2e-= Zn。

2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中,一般较活泼金属作负极,但当电解质溶液发生改变时,较活泼金属就不一定作负极了。

例6、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:负极(Al):2Al-6e-=2Al3+;正极(Cu):6H++6e-= 3H2↑。

在浓HNO3作电解质溶液的原电池中,因为Al在浓HNO3中钝化,较不活泼的铜作负极,其电极反应为:负极(Cu):Cu-2e-= Cu2+;正极(Al):2NO3-+4H++2e-=2 NO2↑+2H2O。

但随着反应的进行,浓HNO3逐渐变稀,正极电极反应又有:NO3-+4H++3e-= NO↑+2H2O。

3 、注意电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性,虽不会改变电池的正负极,但却改变了电极反应。

例7、若将例2中的电解质KOH溶液改为稀硫酸,其它条件不变,试写出该电池两极的电极反应式。

解析:该题虽只改变了电解质溶液的酸碱性,但总反应式与例2不相同了,其总反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O。

这样,在正极上O2得电子生成的O2-会与稀硫酸中的H+结合生成水,而不再生成OH-(OH-能与H+继续反应生成水)。

正极反应式为:2O2+8H++8e- = 4H2O,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+2H2O-8e-= CO2+8H+。

电极反应式书写错误例析一、不能正确判断原电池正负极例1、将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNO3中,形成原电池。

错误:负极:2Al-6e=2Al3+正极:6H++6e=3H2↑解析:将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNO3,由于Al在浓硝酸中钝化,不能持续反应,而Cu却能与浓HNO3持续反应,所以Cu为负极,Al为正极,因此正负极的判断应根据氧化还原反应的实质来确定,谁失去电子,谁做为负极。

正确:负极:2Cu-4e-=2Cu2+正极:2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O二、不能正确判断电极产物例2、将Al片和Cu片用导线相连,插入稀NaOH溶液中形成原电池。

错误:负极:2Al-6e-=2Al3+正极:6H++6e-=3H2↑解析:Cu片和Al片用导线相连插入NaOH溶液中,其实质是Al和NaOH溶液反应,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑, Al失去电子生成AlO2-,而正极由于H+在碱性条件下不能大量存在,所以得到电子的物质是H2O正确:负极:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-三、忽视电极产物与电解质溶液反应例3、氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域,它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性。

如铂电极、活性炭电极等,电解质溶液一般为40%的KOH溶液,写出电极反应式:错误:负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-解析:在负极H2失去电子生成H+,而H+在碱性溶液中与OH-反应,生成H2O,因此应把两个式子合并为:2H2+4OH--4e-=4H2O正确:负极:2H 2+4OH --4e -=4H 2O正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -四、 忽视了电解质的状态例4、固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的,它从固体氧化锆——氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2-)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 均不参与电极反应其电极反应式为_________。

错误:负极:2H 2-4e -=4H + 正极:O 2+2H 2O+4e=4OH -解析:此类燃料电池的电解质是固体,并不是水溶液,因此正极电极反应为:O 2+4e -=2O 2-正确:负极:2H 2+2O 2--4e -=2H 2 正极:O 2+4e -=2O 2-五、 忽视了金属单质与阴、阳离子的放电顺序例5、电解醋酸的浓溶液,以Pb 做电极,在电解过程中,无沉淀产生,但电解效率逐渐下降,同时[H +]也随之降低,随后溶液不再导电,电解自然停止。

(1) 电极反应是_________;(2) 电解总反应的方程式为_________;错误:阳极:4OH —4e -=O 2↑+2H 2O 阴极:2H ++2e -=H 2↑分析:放电顺序:阳极:非惰性电极>OH -> CH 3COO -阴极:H +放电,Pb 2+与CH 3COO -结合生成难电离的(CH 3COO)2Pb(1)本题属于电解的应用。

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