知识点:《电极反应式》 收集:鄂诨哪 编辑:荷花仙子
本知识点包括:1、电极反应式怎么写啊 2、原电池的电极反应式和总反应式 3、传统铅酸电池的正极与负极的电极反应方程式 4、肼燃料电池电极反应 5、关于电极反应式 。
《电极反应式》相关知识
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、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.
负极:CH4 -8e-+ 10OH-=CO32-+7H2O
正极:O2+4e-+2 H2O= 4OH-
总:CH4+2 O2+2OH-= CO32-+3H2O(总反应合理)
例5、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:CH3OH-6e-+3 CO32-=4CO2+2 H2O (失电子,电荷平衡)
正极:O2+4e-+2CO2=2CO32- (得电子,电荷平衡)
总:2CH3OH+3 O2=2CO2+4H2O (总反应合理)
例6、以AL空气,海水为能源的海水电池.H2O中的OH-参与负极反应,可以直接写成OH-
负极:AL-3e-+3OH-=Al(OH)3
正极:O2+4e-+2 H2O= 4OH-
总:4 AL+3 O2+6H2O=4 Al(OH)3
例7、银器日久表面生成黑色Ag2S,可将流银器置于盛食盐水的铝制容器中,又能恢复银白.H2O中的OH-和H+分别参与了两极的反应.
负极:AL-3e-+3OH-=Al(OH)3
正极:Ag2S+2e-+2 H+=2Ag+H2S
总:2 AL+3 Ag2S+6 H2O=2 Al(OH)3↓+ 6 Ag ↓+3 H2S↑(H2O的电离)
例8、已知反应:AsO43-+2I-+2 H+==== AsO33-+I2+ H2O
是可逆电池反应如图装置,
(Ⅰ)向B杯中逐滴加浓盐酸电流计指针偏转.
(Ⅱ)若向B杯中滴加40%HaOH渗液,电流
计指针又会向上述相反方向偏转.
(Ⅰ)负极(碳1):2I-—2e-=I2 (氧化反应)
正极(碳2):AsO43-+2e-+2 H+= AsO33-+ H2O (还原反应)
(Ⅱ)负极(碳2):AsO33--2e-+2OH-= AsO43-+ H2O
正极(碳1):I2 +2e- = 2 I-
例9、丁烷、空气燃料电离、电池,其电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态能传导O2-因此O2-参与负极反应.
负极:C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5 H2O
正极:O2+4e-= 2O2-
总:2C4H10+13O2=8CO2+ 10H2O
例10、氢氧燃料电池,固体电解质在熔融状态分别能传导O2- 或H+书写时要依据电解质的性质.
(Ⅰ)传导O2- :负极:H2—2e-+ O2- = H2O
正极:O2+4e-= 2O2-
(Ⅱ)传导H+:负极:H2—2e-=2 H+
正极:O2+4e-+4H+= 2H2O
总反应都是:2H2+ O2=2H2O
例11、以惰性电极,电解硫酸溶液,H2O中的H+、OH-参与电极反应,电极方程式中直接写与H+、OH-.
阳极:4OH--4e-= 2H2O+ O2↑ (氧化反应)
阴极:2 H++2e-= H2↑ (还原反应)
总反应:2H2O电解2H2↑+ O2↑ (左边有H2O的电离)
知识拓展:
1: 电极反应式如何书写
知识要点归纳:
这是我总结的:
电极有正极和负极我们称之为阴极与阳极
阴极得电子,阳极失电子
就是说在阴极聚集的阳离子会得到电子化合价降低,被还原
在阳极聚集的阴离子会失去电子化合价升高,被氧化
如:2H2O=======2H2↑+O2↑(通电)
阴:4H+ +4e- ===2H2↑
阳:2O2- -4e-===O2↑
有句方便记忆的 升失阳,降得还
即 化合价“升”高 ,“失”电子,被“氧”化
化合价降低,得电子,被还原
这两句同样适用于氧化还原反应
后面还有的是我从别处搜来的希望对你有帮助:
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.
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,在强碱性溶液中,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.
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.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.只要学生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,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+.
2: 书写电极反应以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.正负极的电极反应分别怎么写呢
知识要点归纳:
只要知道原电池正极是阴极就行了.(负极当然就是阳极了)
H2被氧化,氧化反应发生在阴极上.
H2 + 2Cl- ---> 2HCl + 2e
N2被还原,还原反应发生在阳极.
N2 + 6H+ + 6e ---> 2NH3
3: 如何书写电极反应式?只需要告诉我在反应式中为什么要失去那么多个电离子?eg:在锌和铜做电极,稀盐酸做电解质的条件下锌片:zn-2e-=zn2+铜片:2H++2e-=H2(加气标)为什么锌片要失去2个电离子,
知识要点归纳:
首先 这是一个原电池 负极失电子 正极电子积累 以为锌为正二价 相对于铜较为活泼 所以为负极 失去2mol电子 如果换成铝 是三价 所以失3mol电子 阳离子向正极移动 放电 稀盐酸做电解质 溶液中含有氢离子 氢离子为正一价 但是由于氢气由2mol氢原子构成 所以就变成 2mol氢离子得2mol电子 是多少电子 要看它离子是什么价态
4: 【根据总反应式,如何书写电极反应方程式rt】
知识要点归纳:
首先写金属的,一般是金属是电子变成离子
然后用总方程一减.
5: 【新型锂电池电极反应式的书写电池反应方程式8Li+3SOCl2=Li2SO3+6LiCl+2S(电解液LiAlCl4-SOCl2)】
知识要点归纳:
负极:8 Li - 8 e = 8 Li+
正极:3 SOCl2 + 8 e = SO32- + 2 S + 6 Cl-
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