电化学电极反应式书写
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电化学-电极反应⽅程式Ⅰ、原电池电极⽅程式1、Cu ─ H2SO4─ Zn原电池正极:2H++ 2-e=== H2↑负极:Zn - 2-e=== Zn+2总反应式:Zn + 2 H+=== Zn+2+ H2↑2、Cu ─ FeCl3─ C原电池正极:2Fe+3+ 2-e=== 2Fe+2负极:Cu - 2-e=== Cu+2总反应式:2Fe+3+ Cu === 2Fe+2+ Cu+23、钢铁在潮湿的空⽓中发⽣吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极:2Fe - 4-e=== 2Fe+2总反应式:2Fe + O2 + 2H2O === 2F e(O H)24、氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极:2H2- 4-e=== 4H+总反应式:2H2 + O2 === 2H2O5、氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H++ 4-e=== 2 H2O负极:2H2- 4-e=== 4H+总反应式:2H2 + O2 === 2H2O6、氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极:2H2- 4-e+ 4OH-=== 4H2O总反应式:2H2 + O2 === 2H2O7、铅蓄电池(放电)+ 4H+=== PbSO4 + 2H2O 正极(PbO2):PbO2 + 2-e+ SO-2 4负极(Pb):Pb - 2-e+ SO-2=== PbSO44=== 2PbSO4 + 2H2O 总反应式:Pb + PbO2 + 4H++ 2SO-248、Al ─ NaOH ─ Mg原电池正极:6H2O + 6-e=== 3H2↑+ 6OH-+ 4H2O负极:2Al - 6-e+ 8OH-=== 2AlO-2总反应式:2Al + 2OH-+ 2H2O === 2AlO-+ 3H2↑29、CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8-e=== 8OH-负极:CH4- 8-e+ 10OH-=== CO-2+ 7H2O3+ 3H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH-=== CO-2310、熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO 作燃料):【持续补充CO2⽓体】正极:O2 + 2CO2 + 4-e=== 2CO-23- 4-e=== 4CO2负极:2CO + 2CO-23总反应式:2 CO + O2 === 2 CO211、银锌纽扣电池【碱性介质】正极(Ag2O):Ag2O + H2O + 2-e=== 2Ag + 2OH-负极(Zn):Zn + 2OH-- 2-e=== ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O === ZnO + 2AgⅡ、电解电极⽅程式1、电解CuCl2溶液阳极:2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极:Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式:2Cl-+ Cu+2Cl2↑+ Cu2、电解精炼铜阳极(粗铜):Cu - 2-e=== Cu+2阴极(纯铜):Cu+2+ 2-e=== Cu 总反应式:(⽆)3、电镀铜阳极(纯铜):Cu - 2-e=== Cu2+阴极(待镀⾦属,如Fe):Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式:(⽆)4、电解饱和⾷盐⽔阳极:2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极:2H2O + 2-e=== H2↑+ 2OH-总反应式:2Cl-+ 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2OH-5、电解HCl 溶液阳极:2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极:2H++ 2-e=== H2↑总反应式:2Cl-+ 2H+Cl2↑+ H2↑6、电解NaOH 溶液阳极:4OH-- 4-e=== O2↑+ 2H2O阴极:4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑+ O2↑7、电解H2SO4溶液阳极:2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极:4H++ 4-e=== 2H2↑总反应式:2H2O 2H2↑+ O2↑8、电解KNO3溶液阳极:2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极:4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑+ O2↑9、电解CuSO4溶液阳极:2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极:2Cu+2+ 4-e=== 2Cu总反应式:2Cu+2+ 2H2O 2Cu + O2↑+ 4H+10、电解AgNO3溶液阳极:2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极:4Ag++ 4-e=== 4Ag总反应式:4Ag++ 2H2O 4Ag + O2↑+ 4H+11、铅蓄电池(充电)+ 4H+阳极:PbSO4- 2-e+ 2H2O === PbO2 + SO-24阴极:PbSO4 + 2-e=== Pb + SO-24总反应式:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4 H++ 2 SO-2 4。
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。
电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2)负极:【4Al-12e-===4Al3+】正极:【3O2+6H2O+12e-===12OH-】总反应式:【4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3】2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液)负极:【2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O】正极:【6H2O+6e-===3H2↑+6OH-】总反应离子方程式:【2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑】3.氢氧燃料电池:电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:【2H2-4e-+4OH-===4H2O】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】4.氢氧燃料电池:电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+4H++4e-===2H2O】总反应式:【2H2+O2===2H2O】5.氢氧燃料电池:电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】6.甲烷燃料电池:电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:【2O2+8e-+4CO2===4CO2-3】负极:【CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O】总反应式:【CH4+2O2===CO2+2H2O】7.甲烷燃料电池:酸性电解质(电解液为H 2SO 4溶液)正极:【2O 2+8e -+8H +===4H 2O 】负极:【CH 4-8e -+2H 2O===CO 2+8H +】总反应式:【CH 4+2O 2===CO 2+2H 2O 】8.甲烷燃料电池:碱性电解质(电解液为KOH 溶液)正极:【2O 2+8e -+4H 2O===8OH -】负极:【CH 4-8e -+10OH -===CO 2-3+7H 2O 】总反应式:【CH 4+2O 2+2KOH===K 2CO 3+3H 2O 】9.甲烷燃料电池:碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH 溶液) 正极:【3O 2+12e -+6H 2O===12OH -】负极:【2CH 3OH -12e -+16OH -===2CO 2-3+12H 2O 】总反应式:【2CH 3OH +3O 2+4KOH===2K 2CO 3+6H 2O 】10.甲烷燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【3O 2+12e -+12H +===6H 2O 】负极:【2CH 3OH -12e -+2H 2O===12H ++2CO 2】总反应式:【2CH 3OH +3O 2===2CO 2+4H 2O 】11.CO 燃料电池:熔融盐(铂为两极、碳酸盐熔融作电解质,空气与CO 2为正极助燃气) 正极:【O 2+4e -+2CO 2===2CO 2-3】负极:【2CO +2CO 2-3-4e -===4CO 2】12.CO 燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【O 2+4e -+4H +===2H 2O 】负极:【2CO -4e -+2H 2O===2CO 2+4H +】13.用惰性电极电解NaCl 溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】总反应式:【2NaCl +2H 2O =====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑】阴极:【2Cu 2++4e -===2Cu 】阳极:【4OH --4e -===2H 2O +O 2↑】总反应式:【2CuSO 4+2H 2O =====电解2Cu +2H 2SO 4+O 2↑】15.用惰性电极电解熔融MgCl 2阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】阴极:【Mg 2++2e -===Mg 】总反应式:【MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑】16.用惰性电极电解熔融Al 2O 3阳极:【6O 2--12e -===3O 2↑】阴极:【4Al 3++12e -===4Al 】总反应式:【2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al +3O 2↑】17.用铜作电极电解H 2O阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】18.用铜作电极电解H 2SO 4溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +H 2SO 4=====电解CuSO 4+H 2↑】19.用铜作电极电解NaOH 溶液阴极:【2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -】阳极:【Cu -2e -+2OH -===Cu(OH)2↓】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】阴极:【6H ++6e -===3H 2↑】阳极:【2Al -6e -===2Al 3+】总反应式:【2Al +3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3+3H 2↑】21.用Al 作电极电解NaOH 溶液阴极:【6H 2O +6e -===3H 2↑+6OH -】阳极:【2Al -6e -+8OH -===2AlO -2+4H 2O 】总反应式:【2Al +2H 2O +2NaOH =====电解2NaAlO 2+3H 2↑】22.铁—镍电池(负极—Fe ,正极—NiO 2,电解液—KOH 溶液) 已知Fe +NiO 2+2H 2O充电 放电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:【 负极:【Fe -2e -+2OH -===Fe(OH)2】正极:【NiO 2+2H 2O +2e -===Ni(OH)2+2OH -】阴极:【Fe(OH)2+2e -===Fe +2OH -】阳极:【Ni(OH)2-2e -+2OH -===NiO 2+2H 2O 】23.LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—Li ,含Li +导电固体为电解质) 已知FePO 4+Li充电 放电LiFePO 4,则 负极:【Li -e -===Li +】正极:【FePO 4+Li ++e -===LiFePO 4】阴极:【Li ++e -===Li 】阳极:【LiFePO 4-e -===FePO 4+Li +】24.高铁电池(负极—Zn ,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知:【3Zn +2K 2FeO 4+8H 2O充电 放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ,则:【 负极:【3Zn -6e -+6OH -===3Zn(OH)2】正极:【2FeO 2-4+6e -+8H 2O===2Fe(OH)3+10OH -】阴极:【3Zn(OH)2+6e -===3Zn +6OH -】阳极:【2Fe(OH)3-6e -+10OH -===2FeO 2-4+8H 2O 】。
电化学中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+ MnOOH7、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 + 2Ag8、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–+ 3H210、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-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应) 充电时阴极:PbSO4 + 2H+ +2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极:PbSO4 + 2H2O -2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+(氧化反应) 总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、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—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极:NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH–(还原反应) 充电时阴极:Fe (OH)2 + 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应)阳极:Ni(OH)2-2e—+ 2 OH– == 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 + Li+ + e—== 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)充电时阴极:Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH–(还原反应)阳极:2 Ni(OH)2-2e—+ 2 OH– == 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- + 6 OH–== 3 Zn(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 + 6 OH–(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 + x Li+ + xe- =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燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
技法点拨电化学中电极反应式的书写技巧■付延芳高考试题年年新,但在新情境中却会发现有些内容是惊人的相似,抓住这些核心主干知识的考查规律是高考获取高分的秘籍,但是对高考数据分析却发现,学生丢分点拉开差距的并不是那些偏难的内容,恰恰是这些中等难度高频出现的知识点,例如氧化还原反应规律的考查。
探索那些大家必须掌握的高频率高考热点,大道至简,有好的思维模式和突破思路,将大大降低这些考点的难度,提高正确率,今天我们通过氧化还原反应的电化学中电极反应式的书写规律来管中窥豹,旨在“抛砖引玉”。
还原产物CH 4两个半反应:失电子得电子CH -4-8e -+10OH -=CO 2-3+7H 2O2O 2+4H 2O+8e -=8OH --++首先,电化学中电极反应式的书写和氧化还原离子方程式的书写规律是一致的,遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
它是一个完整的氧化还原反应同时在两极发生完成的,可以按照上图思维框架来着笔半反应方程式的书写。
同时在书写半反应时要考虑介质环境,这是在配平半反应时所必需的。
一般而言,根据酸性或碱性环境水溶液的判断,要H 2O/OH-或者H 2O/H +来调配才能满足电子、原子和电荷三大守恒关系;根据熔融盐或熔融氧化物等电解质环境,可以用熔融盐或熔融氧化物中的离子等来配平,如Li+、CO 32-、O 2-等。
下面将在规律总结的同时加以说明。
一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质(氧化剂和还原剂),并标出相同数目电子的得失。
然后在主要参与物质氧化剂和还原剂以及得失电子的基础上,通过观察来增加其他物质或离子来配平。
分析历年高考题阅卷统计数据不难发现,细节决定成败,学生丢分点往往是在不起眼的符号“+”和“-”上,其实我认为这恰恰是老师的疏忽所在,如果让学生死记“+”和“-”,肯定要颠三倒四,但是如果讲讲中国汉字的学问,讲讲符号无非是为了理解的方便,从字面上就不难理解“-”为失,“+”为得,那么在书写时准确率就会达到100%,通过这个简单的符号“+”和“-”在高考中得分率并不高,我们就更应该通过推理而不是记忆来学好化学。
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:____________________ ____ ____ ____ ____ ______。
电化学电极反应式书写一、写出下列原电池电极反应式和总反应方程式(注意离子方程式和化学方程式)一次电池部分:1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:正极:总离子方程式2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、酸性溶液,析氢腐蚀)负极:正极:总离子方程式:3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性,吸氧腐蚀)负极:正极:总化学方程式:4、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:正极:总化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑5、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH、MnO2的糊状物)负极:正极:总化学方程式:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+MnOOH6、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH)负极:正极:总化学方程式:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 7、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:正极:总反应式为:8、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总离子方程式:二次电池部分:9、铅蓄电池:(负极—Pb正极—PbO2电解液—浓硫酸)负极:正极:充电时阴极:充电时阳极:总化学方程式________________________放电________________________10、铁--镍电池:(负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液)负极:正极:充电时阴极:充电时阳极:总化学方程式Fe+NiO2+2H2O放电Fe(OH)2+Ni(OH)211、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)负极:正极:充电时阴极:充电时阳极:总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O放电Cd(OH)2+2Ni(OH)212、高铁电池:(负极—Zn、正极---石墨、K2FeO4,电解质为浸湿固态碱性物质)负极:正极:充电时阴极:充电时阳极:总化学方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH燃料电池部分(每空1分共33分)13、氢氧燃料电池1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:正极:总反应方程式:2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:总反应方程式:14、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应化学方程式15、肼燃料电池(铂为两极,负极:N2H4,正极:O2,电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式N2H4+O2==N2+2H2O16、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应化学方程式17、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO+O2=2CO2)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极:负极:总反应化学方程式:二、用惰性电极电解下列溶液,写出电解电极反应式和总反应方程式(注意离子方程式和化学方程式)1.电解CuCl2溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:2.电解精炼铜阳极(粗铜):、、阴极(纯铜):3.电镀铜阳极(纯铜):阴极(待镀金属,如Fe):4.电解饱和食盐水阳极:阴极:总反应离子方程式:5.电解HCl溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:6.电解NaOH溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:7.电解H2SO4溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:8.电解KNO3溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:9.电解CuSO4溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:10.电解AgNO3溶液阳极:阴极:总反应离子方程式:三、写出用惰性电极电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl电解电极及总反应式(每空1分,11.电解熔融NaCl阳极:阴极:总反应化学式:12.电解熔融MgCl2阳极:阴极:总反应化学式:13.电解熔融Al2O3阳极:阴极:总反应化学式:电化学电极反应式书写答案一、写出下列原电池电极反应式和总反应方程式(注意离子方程式和化学方程式)一次电池部分:1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:Zn–2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑总离子方程式Zn+2H+=H2↑+Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、酸性溶液,析氢腐蚀)负极:Fe–2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总离子方程式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+正极:O2+2H2O+4e-=4OH总化学方程式2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(吸氧腐蚀)4、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+正极:2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+H2O+2NH3↑总化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑5、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+2OH-总化学方程式Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+MnOOH6、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+2OH-总化学方程式Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag7、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)38、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg电解液KOH)负极(Al):2Al+8OH–-6e-=2AlO2–+4H2O正极(Mg):6H2O+6e-=3H2↑+6OH–总化学方程式:2Al+2OH–+2H2O=2AlO2–+3H2二次电池部分:9、铅蓄电池:(负极—Pb正极—PbO2电解液—浓硫酸)负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O充电时阴极:PbSO4+2e-=Pb+ SO42-充电时阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+H2SO4+2H+总化学方程式Pb+PbO2+2H2SO4放电2PbSO4+2H2O10、铁--镍电池:(负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液)负极:Fe-2e—+2OH–=Fe(OH)2正极:NiO2+2H2O+2e—=Ni(OH)2+2OH–充电时阴极:Fe(OH)2+2e—=Fe+2OH–充电时阳极:Ni(OH)2-2e—+2OH–=NiO2+2H2O 总化学方程式Fe+NiO2+2H2O放电Fe(OH)2+Ni(OH)211、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正极:2NiOOH+2e—+2H2O=2Ni(OH)2+2OH–充电时阴极:Cd(OH)2+2e—=Cd+2OH–充电时阳极:2Ni(OH)2-2e—+2OH–=2NiOOH+2H2O总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O放电Cd(OH)2+2Ni(OH)212、高铁电池:(负极—Zn、正极---石墨、K2FeO4,电解质为浸湿固态碱性物质)放电时负极:3Zn-6e-+6OH–=3Zn(OH)2正极:2FeO42—+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH–充电时阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH–充电时阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH–=2FeO42—+8H2O总化学方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH燃料电池部分13、氢氧燃料电池1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:H2–2e-+2OH—==2H2O 正极:O2+2H2O+4e-==4OH—总反应方程式2H2+O2==2H2O2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2–2e-==2H+正极:O2+4H++4e-==2H2O总反应方程式2H2+O2==2H2O14、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:3O2+12e-+6H20==12OH-负极:2CH3OH–12e-+16OH—==2CO32-+12H2O总反应方程式2CH3OH+3O2+4KOH==2K2CO3+6H2O2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2+12e-+12H+=6H2O(注:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相)负极:2CH3OH–12e-+2H2O=12H++2CO2总反应化学方程式2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O15、肼燃料电池(铂为两极、负极:N2H4正极:O2,电解液KOH溶液)正极:O2+2H2O+4e-=4OH—负极:N2H4+4OH—--4e-=N2+4H2O总反应方程式N2H4+O2==N2+2H2O16、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:2O2+2H2O+8e-=8OH—负极:CH4+10OH—--8e-=CO32-+7H2O总反应方程式CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:2O2+8e-+8H+=4H2O 负极:CH4--8e-+2H2O=8H++CO2总反应化学方程式CH4+2O2==CO2+2H2O17、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO+O2=2CO2)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极:O2+4e-+2CO2=2CO32--负极:2CO+2CO32-–4e-=4CO2总反应化学方程式:2CO+O2=2CO2二、用惰性电极电解下列溶液,写出电解电极反应式和总反应方程式(注意离子方程式和化学方程式)1.电解CuCl2溶液阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu总反应离子方程式:2Cl-+Cu 2+Cl2↑+Cu2.电解精炼铜阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+ Fe-2e-=Fe2+Zn-2e-=Zn2+ Ni-2e-=Ni2+阴极(纯铜):Cu2++2e-=Cu3.电镀铜阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+阴极(待镀金属,如Fe):Cu2++2e-=Cu4.电解饱和食盐水阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应离子方程式:2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-5.电解HCl溶液阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应离子方程式:2Cl-+2H +Cl2↑+H2↑6.电解NaOH溶液阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O 阴极:4H++4e-=2H2↑总反应离子方程式:2H2O2H2↑+O2↑7.电解H2SO4溶液阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O 阴极:4H++4e-=2H2↑总反应离子方程式:2H2O2H2↑+O2↑8.电解KNO3溶液阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O 阴极:4H++4e-=2H2↑总反应离子方程式:2H2O2H2↑+O2↑9.电解CuSO4溶液阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O阴极:2Cu2++4e-=2Cu总反应式:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+10.电解AgNO3溶液阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O阴极:4Ag++4e-=4Ag总反应离子方程式:4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+三、写出用惰性电极电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl电解电极及总反应式11.电解熔融NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2Na++2e-=2Na总反应化学式:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑12.电解熔融MgCl2阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Mg2++2e-=Mg总反应化学式:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑13.电解熔融Al2O3阳极:6O2--12e-=3O2↑阴极:4Al3++12e-=4Al总反应化学式:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。