原电池电极书写训练
- 格式:doc
- 大小:33.50 KB
- 文档页数:6
原电池电极反应式的书写技巧1、定义:将化学能直接转变成电能的装置。
2、构成原电池的条件:①电解质溶液②两个导体做电极③形成闭合回路(或在溶液中接触)④有能自发进行的氧化还原反应3、原理本质:氧化还原反应4、原电池电极的判断(1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。
(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。
因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。
(6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。
(7)根据某电极附近pH的变化判断A极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
5、盐桥盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】,将两个烧杯形成闭合回路,否则就相当于断开,而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。
锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极Cu,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。
原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析:在碱性环境中Al 比 Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
原电池电极式书写训练锌片:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;碳棒:1/2 O2+H2O+2e-===2OH-据此判断,锌片是A.正极,并被还原B.正极,并被氧化C.负极,并被还原D.负极,并被氧化2、在铁的电化学腐蚀中,发生还原反应的那个电极上实行的电极反应是A.2H2O+O2+4e-===4OH-B.2H++2e-===H2C.4OH--4e-===2H2O+O2D.Fe-2e-===Fe2+3、把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连能够组成各种原电池.若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极.则这四种金属的活动性顺序由大到小为A.A>b>c>d B.A>c>d>bC.C>a>b>d D.B>d>c>a4、燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应是:X极:1/2O2(g)+H2O(l)+2e-===2OH-Y极:H2(g)+2OH-===2H2O(l)+2e-下列判断准确的是A.X是正极B.Y是正极C.Y极发生还原反应D.Y极发生氧化反应5、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它能够取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是H2+2NiO(OH)Ni(OH)2,,根据此反应式判断,下列叙述中准确的是A、电池放电时,电池负极周围溶液的pH持续增大B、B、电池放电时,镍元素被氧化C、电池充电时,氢元素被还原D、电池放电时,H2是负极6、我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功.这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝持续氧化而源源产生电流.只要把灯放入海水中,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍.试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式:(1)__________是负极,电极反应式为___________________________.(2)__________是正极,电极反应式为___________________________.7、如图所示,组成一个原电池.(1)当电解质溶液为稀硫酸时:①Fe电极是__________(填“正”或“负”)极,其电极反应为________________________,该反应是__________(填“氧化”或“还原”)反应;②Cu电极是__________电极,其电极反应为______________________,该反应是__________反应.(2)当电解质溶液为稀硝酸时:①Fe电极是_____极,其电极反应为__________,该反应是_____反应.②Cu电极是_____极,其电极反应为__________,该反应是_____反应.8、如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余.试写出可能的电极反应式,并指出正、负电极及电极反应类型.(1)Fe:__________ _、_____ _(可不填满,也可补充,下同);(2)pb片:____________ _、______________ _.9、某原电池中,电解质溶液为稀H2SO4,分别向负极通入CO(或CH4、或H2S),向正极通入O2(或Cl2),试完成下列问题:(1)当分别通入CO和O2时:①正极反应:________________________;②负极反应:________________________;③电池总反应:________________________;④电解质溶液pH的变化_______.(填“增大”“减小”或“不变”.下同)(2)当分别通入CH4和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④电解质溶液pH的变化:__________.(3)当分别通入H2S和Cl2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④电解质溶液pH的变化:_______.10、某原电池中,电解质溶液为KOH(aq),分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g),分别向正极通入O2或Cl2.试完成下列问题:(1)当分别通入C2H4和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:________________________;④溶液pH的变化:__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同).(2)当分别通入C2H2和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④溶液pH的变化:_______________.(3)当分别通入Al(g)和Cl2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④溶液pH的变化:_______________.11、已知可逆反应:AsO 43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O据此设计出如图4—18所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路).实行如下操作:(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安表指针偏转;(Ⅱ)若改向(B)烧杯中滴加40% NaOH溶液,发现微安表指针向前述相反方向偏转.试回答下列问题:(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转?(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?(3)(Ⅰ)操作过程中,C1棒发生的反应为_______________.(4)(Ⅱ)操作过程中,C2棒发生的反应为_______________.12、锌-锰干电池是普遍使用的化学电池,其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。
高 中常见的原电池电极反应式的书写一、一次电池1、 伏打电池:(负极一Zn ,正极一Cu ,电解液一HbSQ )负极: Zn - 2e ==Zn正极:2H +2e ==H> T + 2 +总反应离子方程式 Zn + 2H == H 2 T + Zn2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极一Fe ,正极一C,电解液一一酸性) 负极:Fe - 2e _==Fe 2+正极:2H ++2e _ ==H T+ 2+ 总反应离子方程式 Fe+2H ==f T +Fe3、 铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极一Fe ,正极一C,电解液一一中性或碱性)负极:2Fe - 4e ==2Fe 正极:Q+2HQ+4e ==4QH - 总反应化学方程式:2Fe+Q+2H2Q==2Fe (QH 》 4Fe (QH )2+Q+2H2O==4Fe (QH 》;2Fe (QH )s ==Fe 2Q 3 +3 H 2Q (铁锈的生成过程)4、铝镍电池:(负极一Al ,正极一Ni ,电解液一一NaCI 溶液)负极:4Al - 12e _ ==4Al 3+正极:3O>+6H 2O+12e _==12OH - 总反应化学方程式: 4AI+3O 2+6H2O==4AI (OH )3 (海洋灯标电池) 5、 铝-空气-海水 (负极一一铝,正极一一石墨、铂网等能导电的惰性材料,电解液一一海水)负极:4Al _ 12e _ ==4AI 3+正极:3Q 2+6H 2O+12e ==12OH 总反应式为:4AI+3O 2+6HO===4AI (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:(负极一一Zn ,正极一一碳棒,电解液一一 NHCI 糊状物)负极:Zn - 2e _==Zn 2+ 正极:2MnQ+2NH ++2e _==MnQ +2NH 3+H2O总反应化学方程式: Zn+2NHCI+2M nO=Z nCl 2+MnO+2NH+H 2O7、 碱性锌锰干电池:(负极一一Zn ,正极一一碳棒,电解液 KOH 糊状物)负极:Zn + 2OH - 2e _== Zn (OH ) 2 正极:2MnO+ 2H 2O + 2e _==2MnO (OH ) +2OH 总反应化学方程式: Zn +2MnQ +2H 2O == Zn (OH ) 2 + MnO (OH )8、 银锌电池:(负极一一Zn ,正极一一A@Q,电解液NaOH )负极:Zn+2OH - 2e _== ZnO +HQ 正极:AgO + H 2O + 2e _== 2Ag + 2OH _总反应化学方程式: Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:(负极一一AI ,正极一一Mg 电解液KOH负极(AI ) : 2AI + 8OH 一 + 6e _ = 2AIO 2_ +4HLO 正极(Mg ) : 6H 2O + 6e _ = 3H 2 T +6OH 总反应化学方程式: 2AI + 2OH _ + 2H 2O = 2AIO 2_ + 3出T10、 一次性锂电池: (负极一一金属锂,正极一一石墨,电解液:LiAICI 4_ SOCI 2) 负极:8Li _ 8e _ = 8 Li + 正极:3SOC 2 + 8e _ = SO 2一+ 2S + 6CI _总反应化学方程式 8Li + 3SOCI 2 === Li 2SQ + 6LiCI + 2S 二、二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、 铅蓄电池:(负极一Pb 正极一PbQ 电解液一 稀硫酸)放电时:负极: Pb _ 2e + SO ==PbSO 正极:PbQ + 2e + 4H + SO ==PbSO+ 2HQ总化学方程式 Pb + PbQ + 2H 2SQ==2PbSO+2H 2O2、镍镉电池(负极一一Cd 、正极一NiOOH 电解液:KOH 溶液)Ni (OH ) 2+Cd (OH )2 放电时 负极:Cd _ 2e — + 2 OH -= = Cd (OH )2 正极:2NiOOH + 2e —+ 2H 2O == 2Ni (OH ) 2+ 2OH 「 总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd (OH 2 + 2Ni (OH ) 2三、燃料电池:书写过程归纳:列物质,标得失 选离子,配电荷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。
原电池电极反应式的书写专题训练1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2H++2e-==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+负极:Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑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:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2;(铁锈的生成过程) 负极:2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4-OH4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)负极:4Al–12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH5、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-8、镁铝电池:(负极--Al ,正极--Mg ,电解液KOH )负极(Al): 正极(Mg ):总反应化学方程式: 2Al + 2OH - + 6H 2O = 2【Al (OH )4】-+ 3H 2↑ 负极(Al): 2Al + 8OH -+6e - = 2【Al (OH )4】- 正极(Mg ): 6H 2O + 6e -= 3H 2↑+6OH – 9、高铁电池 (负极--Zn ,正极--碳,电解液KOH 和K 2FeO 4)正极: 负极:总反应化学方程式:3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH正极:2FeO 42- + 8H 2O +6e -==2Fe(OH)3 + 4OH – 负极: 3Zn + 6OH – 6e -== 3Zn(OH)2 10、镁/H 2O 2酸性燃料电池正极: 负极:总反应化学方程式:Mg+ H 2SO 4+H 2O 2=MgSO 4+2H 2O镁/H 2O 2酸性燃料电池 正极:2H ++H 2O 2=2H 2O 负极:Mg –2e -== Mg 2+ 11、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO 2 电解液— 稀硫酸)负极: 正极:总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4==2PbSO 4+2H 2O负极: Pb -2e -+SO 42-==PbSO 4 正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-==PbSO 4+2H 2O 12、镍镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解液: KOH 溶液)放电时负极: 正极:总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2负极: Cd -2e — + 2 OH – == Cd(OH)2 正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH –13、氢氧燃料电池:总反应方程式: 2H 2 + O 2 === 2H 2O(1)电解质是KOH 溶液(碱性电解质)负极: 正极:2H 2 – 4e - + 4OH — === 4H 2O 正极:O 2 + 2H 2O + 4e -=== 4OH — (2)电解质是H 2SO 4溶液(酸性电解质)负极: 正极:负极:2H 2 –4e - === 4H + 正极:O 2 + 4H + + 4e -=== 2H 2O (3)电解质是NaCl 溶液(中性电解质)负极: 正极:放电充电负极:2H2– 4e-=== 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH—14、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极:3O2 + 12e-+ 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O (2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO215、CO燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式为:2CO +O2 =2CO2正极:负极:正极:O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O 负极:2CO – 4e-+ 2H2O== 2CO2 +4H+16、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:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O正极:2O2 + 4H2O + 8e-== 8OH- 负极:CH4 + 10OH—-8e-== CO32-+ 7H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极:负极:正极:2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O 负极:CH4-8e-+ 2H2O == 8H+ + CO217、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)总反应方程式:N2H4+ O2 === N2 +2H2O正极:负极:正极:O2 + 2H2O + 4e-== 4OH- 负极:N2H4+ 4OH—– 4e-=== N2 +2H2O18、H2、Cl2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为Cl2,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:正极:Cl2+ 2e-== 2 Cl-负极:H2+ 2OH—– 2e-===2H2O总反应方程式:Cl2+ H2+ 2OH—==2 Cl-+2H2O19、Ag、Cl2电池(负极—Ag 、正极—铂,通入Cl2,电解液: 1 mol·L-1盐酸)正极:负极:总反应方程式:2Ag+ Cl2==2 Ag Cl正极:Cl2+ 2e-== 2 Cl-负极:2Ag+2 Cl-– 2e ==2 Ag Cl20、H2、N2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为N2,电解质溶液是盐酸、氯化铵溶液)正极:负极:总反应方程式:3H2 + N2 +2HCl==2 NH4Cl正极:N2 +8H++ 6e-== 2 NH4+ 负极:3H2– 6e ==6H+21、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O负极:2H2– 4e-+2CO32-=== 2CO2↑+2H2O 正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—22、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O负极:2H2–4e-=== 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O23、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)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O正极:13O2+ 52e-==26O2- 负极:2C4H10+26O2- – 52e-==8CO2+10H2O24、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:总反应方程式O2 +2CO==4CO2正极:O2 +4e-+2CO2 =2CO32-负极:2CO+2CO32-– 4e-==4CO225、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS的石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe正极:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极:2Li-2e-=2Li +[练习1] Al和Cu作电极所构成的原电池(1)电解质溶液为稀硫酸:Al作______极, Cu作______极.负极反应____________ 正极反应___________总反应式_____________________(2)电解质溶液为浓硝酸:Al作______极, ②Cu作______极.负极反应____________ 正极反应___________总反应式_____________________(3)电解质溶液为NaOH溶液:①Al作______极, ②Cu作______极,负极反应____________ 正极反应___________总反应式_____________________(4)电解质溶液为NaCl溶液:①Al作______极, ②作Cu ______极.负极反应____________ 正极反应___________总反应式_________________________(5)Al和Mg作电极所构成的原电池, 电解质溶液为NaOH溶液①Al作___极, ②Mg作___极,负极反应____________ 正极反应___________总反应式_________________________[练习2] 丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1.电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为2.酸性电解质(电解液H2SO4溶液)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为3.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为[练习3]乙醇燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1.酸性电解质(电解液H2SO4溶液)负极反应___________ 正极反应________总电池反应式为2.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为[练习5]铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为[练习6]铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为[练习7]普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极反应________________ 正极反应________________总电池反应式为[练习8]肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是硫酸)总反应方程式:N2H4+ O2 === N2 +2H2O 正极:负极:[练习9]H2、N2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为N2,电解质溶液是KOH溶液)正极:负极:。
原电池一、基本原电池1、Fe / FeCl3溶液/ Pt2、Cu / FeCl3溶液/石墨负:负:正:正:总:总:3、 Fe /海水/石墨4、Al /海水/石墨负:负:正:正:总:总:5、Al /浓HNO3溶液/ Cu6、Mg / NaOH溶液/ Al负:负:正:正:总:总:二、重要一次性电池1.干电池 Zn /ZnCl2 NH4Cl/ MnO2总:Zn + 2MnO2+ 2NH4Cl = ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3+ H2O 负:。
正:。
2.锌锰碱性电池Zn / KOH溶液/ MnO2总:Zn + 2MnO2+ 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH负:。
正:。
3.纽扣电池 Zn / KOH溶液/ Ag2O 总:Zn + Ag2O = ZnO+ Ag负:。
正:。
4. Li /LiAlCl4 SOCl2/石墨总:4Li + 2SOCl2= 4LiCl+ S + SO2负:。
正:。
三、重要充电电池1.铅蓄电池 Pb / H2SO4溶液/ PbO2放电时的电池反应为:。
放电时:负极正极。
充电时:阴极阳极。
2.爱迪生电池 Fe/ KOH溶液/ Ni2O3放电时的电池反应为:Fe + Ni2O3 + 3H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2放电时:负极正极。
充电时:阴极阳极。
3.镍氢电池 H2/ KOH溶液/ NiOOH放电时的电池反应为:2NiOOH + H2 = 2Ni(OH)2放电时:负极正极。
充电时:阴极阳极。
4.嵌入锂的碳材料 /固体电解质(主要传导Li+) / LiMn2O4放电时的电池反应为:Li + LiMn2O4= Li 2Mn 2O 4放电时:负极正极。
充电时:阴极阳极。
四、重要燃料电池1.氢氧燃料电池⑴. H2 / KOH溶液/ O2⑵、H2 / NaCl溶液/ O2负:负:正:正:⑶、H2 /固体电解质(主要传导O 2-) / O2⑷、H2 /固体电解质(主要传导H+) / O2负:负:正:正:2.甲烷燃料电池⑴.CH4 / H2SO4溶液/ O2总:。
原电池电极反应式书写原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-===2AlO2-+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。
试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-===4Li+;正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。
4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液) 已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li放电充电LiFePO4,则负极:Li-e-===Li+;正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
阴极:Li++e-===Li;阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.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+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;正极:2FeO4 2-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写是近几年高考的重点,也是难点,出题形式常常给出信息让考生书写一些不常见的电极反应式,给学生的学、老师的教都增加了一定的难度。
所以在学习或复习这一部分知识时,一定不要死记硬背一些原电池的电极反应式。
正确的教法是先让学生真正弄明白电极反应式的书写规则,正确的学法是先理解透电极反应式的书写原则、再掌握好电极反应式的书写方法、最后通过练习来融会贯通书写技巧。
现通过实例来谈谈有关电极反应式的书写方法与技巧:一、原电池电极反应式的书写原则1.共存原则物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同,因此电极反应式的书写必须考虑介质环境。
负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。
碱性介质中不可能有CO2存在,也不可能有大量H+存在并参加反应;酸性介质中不可能有大量OH-存在并参加反应。
2.中性吸氧成碱性原则在中性介质中,金属通过吸氧所建立起来的原电池反应,其反应的最终产物一定是碱。
因此当正极上的反应物质为O2时(吸氧腐蚀),要注意电解质溶液的性质。
3.介质参加反应原则原电池电极反应式的书写时,一般都有介质电离出的有关离子参与到电极正极或负极所发生的电极反应中。
例如,在碱性或中性介质中,得“O”时,在反应式中要加上H2O或OH-;在酸性介质中,失“O”时,在反应式中要要加上H2O或H+。
二、原电池电极反应式的书写方法一般来说,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式,可根据氧化还原反应的规律(原子失电子,元素化合价升高,发生氧化反应;原子得电子,元素化合价降低,发生还原反应)将原电池分成两个半电池(即拆分法),然后按照“电子守恒→电荷守恒→原子守恒”顺序进行书写。
当然,如果知道一个复杂原电池的总反应方程式和其中的一个电极反应式,采用相减方式也可写出另一个电极反应式(即加减法)。
原电池电极式书写训练1、已知空气—锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;碳棒:1/2 O2+H2O+2e-===2OH-据此判断,锌片是A.正极,并被还原B.正极,并被氧化C.负极,并被还原D.负极,并被氧化2、在铁的电化学腐蚀中,发生还原反应的那个电极上进行的电极反应是A.2H2O+O2+4e-===4OH-B.2H++2e-===H2C.4OH--4e-===2H2O+O2D.Fe-2e-===Fe2+3、把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池.若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极.则这四种金属的活动性顺序由大到小为A.A>b>c>d B.A>c>d>bC.C>a>b>d D.B>d>c>a4、燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应是:X极:1/2O2(g)+H2O(l)+2e-===2OH-Y极:H2(g)+2OH-===2H2O(l)+2e-下列判断正确的是A.X是正极B.Y是正极C.Y极发生还原反应D.Y极发生氧化反应5、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是H2+2NiO(OH)Ni(OH)2,,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是A、电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大B、B、电池放电时,镍元素被氧化C、电池充电时,氢元素被还原D、电池放电时,H2是负极6、我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功.这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流.只要把灯放入海水中,数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍.试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式:(1)__________是负极,电极反应式为___________________________.(2)__________是正极,电极反应式为___________________________.7、如图所示,组成一个原电池.(1)当电解质溶液为稀硫酸时:①Fe电极是__________(填“正”或“负”)极,其电极反应为________________________,该反应是__________(填“氧化”或“还原”)反应;②Cu电极是__________电极,其电极反应为______________________,该反应是__________反应.(2)当电解质溶液为稀硝酸时:①Fe电极是_____极,其电极反应为__________,该反应是_____反应.②Cu电极是_____极,其电极反应为__________,该反应是_____反应.8、如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余.试写出可能的电极反应式,并指出正、负电极及电极反应类型.(1)Fe:__________ _、_____ _(可不填满,也可补充,下同);(2)pb片:____________ _、______________ _.9、某原电池中,电解质溶液为稀H2SO4,分别向负极通入CO(或CH4、或H2S),向正极通入O2(或Cl2),试完成下列问题:(1)当分别通入CO和O2时:①正极反应:________________________;②负极反应:________________________;③电池总反应:________________________;④电解质溶液pH的变化_______.(填“增大”“减小”或“不变”.下同)(2)当分别通入CH4和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④电解质溶液pH的变化:__________.(3)当分别通入H2S和Cl2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④电解质溶液pH的变化:_______.10、某原电池中,电解质溶液为KOH(aq),分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g),分别向正极通入O2或Cl2.试完成下列问题:(1)当分别通入C2H4和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:________________________;④溶液pH的变化:__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同).(2)当分别通入C2H2和O2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④溶液pH的变化:_______________.(3)当分别通入Al(g)和Cl2时:①正极反应:_______________;②负极反应:_______________;③电池总反应:_______________;④溶液pH的变化:_______________.11、已知可逆反应:AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O据此设计出如图4—18所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路).进行如下操作:(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安表指针偏转;(Ⅱ)若改向(B)烧杯中滴加40% NaOH溶液,发现微安表指针向前述相反方向偏转.试回答下列问题:(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转?(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?(3)(Ⅰ)操作过程中,C1棒发生的反应为_______________.(4)(Ⅱ)操作过程中,C2棒发生的反应为_______________.12、锌-锰干电池是普遍使用的化学电池,其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。
以锌筒为负极材料,石墨为正极材料。
工作时反应方程式是:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O(1)试写出干电池放电时的正、负电极反应式:正极:_________________________________负极:________________________________ 干电池用久了就会变软,其原___________________________________________________。
(2)正极反应中,前后经历下列反应:2NH4++2e-=2NH3+H2;2MnO2+H2=Mn2O3+H2O,如果没有MnO2参与,干电池将难于持续稳定工作。
试说明理由:_________________________________________________________________。
13、熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。
可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气作为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。
完成有关的电池反应式。
阳极反应式:2CO+2CO32-=4CO2+4e-阴极反应式:___________________________________。
14、银器皿日久表逐渐变成黑色,这是由于生成了Ag2S,有人设计了用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中与容器接触,放置一段时间,黑色就会褪去而不会损失。
试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为:__________________,正极反应为:____________________,反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为:_____________________________________。
15、据报道,最近摩托罗拉(MOTOROLA)公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用1个月充电一次。
假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-(1)该电池反应的总离子方程式为____________________________________________。
(2)甲醇在____极发生反应(填正或负),电池在放电过程中溶液的pH将____(填降低或上升、不变);若有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO4溶液,(假设整个过程中能量利用率为80%),则将产生标准状况下的O2________升。
(3)最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高。
一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气。
其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。
以丁烷(C4H10)代表汽油。
①电池的正极反应式为____________________________________________。
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向____________极移动(填正或负)。
《原电池电极式书写训练》参考答案1、D2、A3、B4、AD5、CD6、(1)Al 4Al-12e-=4Al3+(2)石墨3O2+12e-+6H2O=12OH-7、(1)①负Fe-2e-=Fe2+氧化②正2H++2e-=H2↑还原(2)①负Fe-3e-=Fe3+(或Fe-2e-=Fe2+)氧化②正4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O还原8、(1)开始时,Fe是正极:4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O(还原反应);后来,Fe是负极:3Fe-6e-=3Fe2+(氧化反应).(2)开始时,Pb是负极:Pb-2e-=Pb2+(氧化反应);后来,Pb是正极:2NO3-+8H++6e-==2NO↑+4H2O(还原反应).9、(1)①O2+4e-+4H+=2H2O②2CO-4e-+2H2O=2CO2+4H+③2CO+O2=2CO2↑④不变(2)①2O2+8e-+8H+=4H2O ②CH4-8e-+2H2O=CO2↑+8H+③CH4+2O2=CO2↑+2H2O ④变大(3)①Cl2+2e-=2Cl-②H2S-2e-=2H++③Cl2+H2S+=2Cl-+2H+④变小10、(1)①3O2+12e-+6H2O=12OH-②C2H4-12e-+16OH-=2CO32-+10H2O③C2H4+3O2+4OH-=2CO32-+4H2O④减小(2)①5O2+20e-+10H2O=20OH-②2C2H2-20e-+28OH-=4CO32-+16H2O③2C2H2+5O2+8OH-=4CO32-+6H2O④减小(3)①3Cl2+6e-=6Cl-②2Al-6e-+6OH-=2Al(OH)3↓(或2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O)③3Cl2+2Al+6OH-=2Al(OH)3↓+6Cl-(或3Cl2+2Al+8OH-=6Cl-+2AlO2-+4H2O)④减小11、(1)两次操作均发生原电池反应,所以微安表指针会发生偏转.(2)两次操作,电极相反,电子流向相反,因而指针偏转方向相反.(3)2I--2e-=I2(4)AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+(或AsO33-+2OH--2e-=AsO43-+H2O)12、(1)2NH4++2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O Zn-2e-=Zn2+ 电池放电过程中有水产生、锌筒变薄造成干电池变软(2)正极反应的中间产物H2附着于石墨,增加电池内阻。