高中化学 最基础考点系列(选修4): 考点10 原电池电极反应和电池反应方程式(附答案)
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重难点三电极反应和电池反应方程式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↑+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【重难点点睛】原电池正、负极电极反应式的书写技巧:(1)先确定原电池的正负极上的反应物质,并标出相同电子数目的得失;(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H2O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,且O2生成H2O;若在熔融盐电解质中反应,则O2可能得电子变成O2-;(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式,若能写出已知电池反应的总方程式,可以减去较易写出的电极反应式,从而得到比较难写的电极反应式。
考点10 原电池电极反应和电池反应方程式【考点定位】本考点考查在电池电极反应和电池反应方程式的书写,加深对原电池原理的理解,提升对化学电源的认识和应用能力。
【精确解读】一、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↑+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。
高中化学关于原电池反应的方程式介绍在高中阶段学生会学习到很多的方程式,下面是店铺给大家带来的有关于关于原电池的化学方程式的介绍,希望能够帮助到大家。
高中化学关于原电池反应的方程式原电池反应 X—Y(电解质溶液) 或 X//电解质溶液//Y(1)不可逆电池苏打电池:Zn—Cu(H2SO4)Zn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)Cu极(+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Zn+2H+==H2↑+Zn2+化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑铁碳电池:Fe—C(H2CO3)Fe极(-) Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应)C极 (+) 2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)铁碳电池:Fe—C(H2O、O2)Fe极(-) 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应)C极 (+) O2+2H2O+4e-==4 (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)32Fe(OH)3==Fe2O3•nH2O+(3-n)H2O (铁锈的生成过程)铝镍电池:Al—Ni(NaCl溶液、O2)Al极(-) 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应)Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12 (还原反应)化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)干电池:Zn—MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3•H2O+HClZn极(-) Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑(2)可逆电池铅蓄电池:Pb—PbO2(浓硫酸)放电Pb极 (-) Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+ (氧化反应)PbO2极(+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应)化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2OPb—PbO2(浓硫酸)充电Pb极 (-) PbSO4+2H+–2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)PbO2极(+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应)化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4锂电池:Li—LiMnO2(固体介质)(-) Li–e-==Li+ (氧化反应)(+) MnO2+Li++e-==LiMnO2+H2O (还原反应)化学方程式Li+MnO¬2==LiMnO2银锌电池:Zn—Ag2O(NaOH)Zn极(-) Zn+2OH––2e-==ZnO+H2O (氧化反应)Cu极(+) Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2 (还原反应)化学方程式 Zn+Ag2O ==ZnO+2Ag(3)高能燃料电池:H2—O2(NaOH)Pt极(-) 2H2+4 –4e-==4H2O (氧化反应)Pt极(+) O2+2H2O+4e-==4 (还原反应)化学方程式 2H2+O2==2H2OCH4—O2(NaOH)Pt极(-) CH4+10 –8e-== +7H2O (氧化反应)Pt极(+) 2O2+4H2O+8e-==8 (还原反应)化学方程式 CH4+2O2+2NaOH==Na2CO3+3H2O高中化学关于电解和电极的方程式1、电解质溶液在惰性电极条件下,或阴极是较活泼金属电极,阳极是惰性电极条件下的电解2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑(-)2H2O+2e-==H2↑+2OH- 或 2H++2e-==H2↑(+)2Cl --2e-==Cl2↑2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑CuCl2 Cu+Cl2↑(-)Cu2++2e-==Cu↓(+)2Cl- -2e-==Cl2↑Cu2++2Cl- Cu↓+Cl2↑2CuSO4+2H2O 2Cu↓+O2↑+2H2SO4(-)2Cu2+ + 4e-==2Cu↓(+)2H2O - 4e-==O2↑+4H+ 或:4OH- -4e-==O2↑+2H2O 4H2O 4H++4OH-2Cu2++2H2O 2Cu↓+O2↑+4H+2H2O 2H2↑+O2↑(-) 4H++4e-==2H2↑(+)4OH- -4e-==O2↑+2H2O中性电解 4H2O 4H++4OH-2H2O H2↑+O2↑酸性水解:(-) 4H++4e-==2H2↑(+)2H2O-4e-==O2↑+4H+ 4OH- -4e-==O2↑+2H2O2H2O H2↑+O2↑碱性水解:(-) 4H2O+4e-==2H2↑+4OH- 或:4H++4e-==2H2↑(+)4OH--4e-==O2↑+2H2O2H2O H2↑+O2↑2、电镀:镀件作阴极,被镀金属作阳极,被镀金属的含氧酸盐作电解质溶液镀铜:CuSO4电镀液镀件(-) Cu2++2e-==Cu↓纯铜(+) Cu–2e-==Cu2+镀锌:ZnSO4电镀液镀件(-) Zn2++2e-==Zn↓纯锌(+) Zn–2e-==Zn2+镀银:AgNO3电镀液镀件(-) Ag++e-==Ag↓纯银(+) Ag–e-==Ag+镀镍:NiSO4电镀液镀件(-) Ni2++2e-==Ni↓纯镍(+) Ni–2e-==Ni2+ 3、熔融状态下的电解:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑(-)2Na++2e-==2Na (+)2Cl--4e-==Cl2↑2Na++2Cl-(熔融) 2Na+Cl2↑2Al2O3(熔融) 4Al+2O2↑(-)4Al3++12e–==4Al (+)6O2- -12e-==3O2↑4Al3+ +6O2- 4Al+3O2↑NaHF2(熔融) H2↑+F2↑(-)2H++2e–==H2↑(+)2F- -2e-==F2↑2HF H2↑+F2↑。
高二选修四化学电池知识点化学电池是将化学能转化为电能的装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。
在高二选修四中学习化学电池的知识点,将对我们更深入地了解电池的原理和应用起到重要作用。
一、化学电池的概念与构成1. 化学电池的概念化学电池是由两个电极和电解质溶液所组成的装置,它能够通过一种化学反应将化学能转化为电能。
2. 化学电池的构成化学电池由两个电极和一个电解质溶液构成。
其中,两个电极分别是阳极和阴极,电解质溶液则是连接两个电极的介质。
二、电极反应与标准电动势1. 电极反应电极反应是在电极上发生的化学反应,它是化学电池发生电流的基础。
在电池中,阳极产生氧化反应,阴极产生还原反应。
2. 标准电动势标准电动势是指在标准状况下,电池产生的电动势大小。
它反映了化学电池中化学反应的强弱程度。
标准电动势可以用来比较不同电池的强弱。
三、电池的工作原理1. 电池的工作原理电池内部的化学反应产生的电流是通过电解质溶液中的离子传递而实现的。
在化学反应中,阳极产生的离子向电解质中释放电子,形成阴离子;而阴极产生的离子则会从电解质中吸收电子,形成阳离子。
这种离子的传递形成了电流。
2. 闭路条件和方向在闭路条件下,电池内部的电流会从阴极流向阳极。
这是因为电子从阴极流向阳极,在外电路中完成电流的传输。
四、常见的化学电池类型1. 干电池干电池是一种常见的化学电池,它使用固态电解质,并通过化学反应产生电能。
干电池通常用于小型便携电子设备,如手电筒、遥控器等。
2. 燃料电池燃料电池利用氢气等燃料与氧气进行反应来产生电能。
燃料电池不断地供应燃料和氧气,因此具有更长的使用寿命,被广泛应用于汽车和能源领域。
3. 铅蓄电池铅蓄电池是一种常见的可充电电池,通常用于汽车、UPS等场合。
它通过将化学反应逆向进行充电,将电能转化为化学能,以实现储能和再利用。
五、电池的应用领域1. 日常生活中的应用电池在日常生活中有着广泛的应用,如手电筒、手机、手表、遥控器等,为我们的生活提供了便利。
高中选修4 电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结:电化学装置的特点是将化学能转化为电能。
它由两个活泼性不同的电极组成,需要在电解质溶液中形成闭合回路才能发挥作用。
电负极用还原性较强的物质,向外电路提供电子,发生氧化反应;正极用氧化性较强的物质,从外电路得到电子,发生还原反应。
电极反应会形成总反应,同时失去的电子沿导线传递,产生电流。
例如,负极为锌筒,正极为石墨的铜锌原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应为Zn + 2H^+ =Zn^2+ + H_2.普通锌——锰干电池的总反应为Zn + 2NH_4Cl + 2MnO_2 = ZnCl_2 + 2NH_3 + 2H_2O + 2Mn(OH)_2.这种干电池电量小,放电过程易发生气涨和溶液断解离。
碱性锌——锰干电池的负极由锌改为锌粉,反应面积增大,放电电流增加;电解液由中性变为碱性,离子导电性好。
放电铅蓄电池的总反应为PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 =2PbSO_4 + 2H_2O。
蓄电池的特点是电压稳定。
镍——镉(Ni——Cd)可充电电池的放电反应为Cd +2NiO(OH) + 2H_2O = Cd(OH)_2 + 2Ni(OH)_2.银锌蓄电池和锂电池也是常见的可充电电池。
与普通电池不同,燃料电池不是将还原剂和氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时产物也不断排出电池。
燃料电池的原料除了氢气和氧气外,还可以是CH_4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
例如,氢氧燃料电池的总反应为O_2 + 2H_2 = 2H_2O,具有转化率高、持续使用、无污染等特点。
废旧电池中含有重金属和酸碱等有害物质,回收金属可以防止污染。
腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
腐蚀会带来很多危害,其本质是金属与氧化反应。
腐蚀可以分为化学腐蚀和电化腐蚀两种形式。
电化腐蚀是因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式。
高二化学选修4章总结; 篇一:高中化学选修4 第四章知识点分类总结第四章电化学基础第一节原电池原电池:1、概念:2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:极——导线——内电路:盐桥中盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极__② 增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池? - 放电:负极(铅):+SO2=PbSO4↓ 4-2e? -正极(氧化铅): PbO2+4H++SO2+2e=PbSO4↓+2H24-充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e? =PbO2+4H++SO24 -阳极: PbSO4+2e? =Pb+SO24两式可以写成一个可逆反应: PbO22H 2SO4 2PbSO4↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
高中化学选修四第四章知识点总结上学的时候,不管我们学什么,都需要掌握一些知识点,知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
哪些知识点能够真正帮助到我们呢?以下是店铺收集整理的高中化学选修四第四章知识点总结,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中化学选修四第四章知识点总结1一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn—2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极。
(5)根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池4、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等5、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
6、二次电池的电极反应:铅蓄电池7、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池8、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
9、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
重难点三电极反应和电池反应方程式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↑+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【重难点点睛】原电池正、负极电极反应式的书写技巧:(1)先确定原电池的正负极上的反应物质,并标出相同电子数目的得失;(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H2O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,且O2生成H2O;若在熔融盐电解质中反应,则O2可能得电子变成O2-;(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式,若能写出已知电池反应的总方程式,可以减去较易写出的电极反应式,从而得到比较难写的电极反应式。
考点10 原电池电极反应和电池反应方程式
【考点定位】本考点考查在电池电极反应和电池反应方程式的书写,加深对原电池原理的理解,提升对化学电源的认识和应用能力。
【精确解读】
一、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。
【精细剖析】
原电池正、负极电极反应式的书写技巧:
(1)先确定原电池的正负极上的反应物质,并标出相同电子数目的得失;
(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H2O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,且O2生成H2O;若在熔融盐电解质中反应,则O2可能得电子变成O2-.
(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式,若能写出已知电池反应的总方程式,可以减去较易写出的电极反应式,从而得到比较难写的电极反应式。
【典例剖析】一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水(l)和二氧化碳.该电池负极发生的反应是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-═H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-═2H2O(l)
C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-═CO2(g)+6H+(aq)
D.O2(g)+2H2O(l)+4e-═4OH-(aq
【答案】C
【变式训练】可以将反应E+B2+=E2++B设计成原电池,下列4个电极反应:
①B-2e-=B2+ ②E-2e-=E2+ ③B2++2e-=B ④E2++2e-=E
其中表示负极反应和正极反应的分别是( )
A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①
【答案】A
【解析】反应E+B2+=E2++B设计成原电池,负极上发生失电子的氧化反应:E-2e-=E2+,在正极上发生得电子的还原反应:B2++2e-=B,故答案为A。
【实战演练】
1.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,氢气进入以硫酸为电解质的燃料电池发电.电池负极反应为( )
A.H2+2OH--2e-=2H2O B.O2+4H++4e-=2H2O
C.H2-2e-=2H+D.O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】C
【解析】A.电解质溶液呈酸性,负极上无OH-离子参与反应,故A错误;B.负极发生氧化反应,氢气失去电子,该反应为正极反应,故B错误;C.电解质溶液呈酸性,则负极上氢气失电子生成氢离子,电极反应为H2=2H++2e-,故C正确;D.负极发生氧化反应,氢气失去电子,该反应为碱性溶液中正极反应,故D错误;故答案为C。
2.有关氢氧燃料电池的电极反应,下列说法正确的是( )
A.电解质为NaCl溶液,正极反应为H2+2e-=2H+
B.电解质为NaOH溶液,正极反应为O2+2e-=2OH-
C.电解质为HCl溶液,正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D.电解质为Na2CO3溶液,正极反应为H2+2e-+CO32-=H2O+CO2↑
【答案】C
3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( ) A.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-═4OH-
B.铅蓄电池充电时,标示“+”的接线柱连电源的正极,电极反应式为:
PbSO4(S)-2e-+2H2O(l)═PbO2(S)+4H+(aq)+SO42-(aq)
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-═Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-═Fe2+
【答案】B
【解析】A.氢氧燃料电池的负极应该发生氢气失电子的氧化反应,故A错误;B.在蓄电池充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,即PbSO4(S)-2e-+2H2O(l)═PbO2(S)+4H+(aq)+ SO42-(aq),故B正确;C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,和负极相连的是精铜,故C错误;D.钢铁发生电化学腐蚀属于吸氧腐蚀,正极上得电子的是氧气,电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-,负极反应:Fe-2e-═Fe2+,故D错误;
故答案为B。