电化学中对电极反应式、总反应式书写方法的总结
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电化学中对电极反应式、总反应式书写方法的总结
在高考复习中,同学们除了重视知识结构的建构以外,还要挖掘规律,抓住关键的知识生长点,进行迁移。在电化学的复习中要紧紧抓住原电池和电解池的本质不同,通过对电极材料和溶液介质情况分析判断后,再书写电极反应式和总反应式。
例1 蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池在放电和充电时发生的反应:
此电池负极上发生反应的物质为 ,充电时阴极发生反应的物质为
。
分析:
答:Fe ;Fe(OH)2
二、原电池的电极反应和总反应式书写方法
方法:第一步确定电极的正、负;第二步根据溶液中离子参加反应情况确定电极反应;第三步将电极反应相加得总反应式。
1.仅有一电极材料参加反应 (1)酸性介质
例2 电极反应:
负 Zn –2e -= Zn 2+ 正 2H + + 2e -= H 2
总反应式:Zn + 2H += Zn 2++ H 2
(2)中性介质 例3
(3)将例3改为碱性介质时与中性介质电极反应式、总反应式一样
(4) 将例3改为含不活泼金属的盐溶液CuSO4溶液
负极Fe-2e-=Fe2+
正极Cu2++2e-=Cu
总反应式Fe + Cu2+= Fe2++Cu
2.两电极材料均参与反应
将例1改为写出放电时的电极反应式和总反应式。
分析:正、负极电极反应式书写时,要考虑电解质对电极反应的影响,碱性介质中电极反应两边不能出现H+,电极反应为:
负极Fe -2e-+2OH-=2Fe(OH)2
正极NiO2+2H2O+2e-= Ni(OH)2+2OH-
总反应式Fe+ NiO2+2H2O= Fe(OH)2+ Ni(OH)2
3.电极材料本身均不参加反应
例4 飞船上使用的电池是氢氧燃料电池。如图,两电极均
由多孔性碳组成。通入气体在电极表面放电,总反应式为
2H2+O2=2H2O
写出酸性和碱性介质中的电极方程式
分析:此类电池电极不参加反应,反应的只是燃料,故确定失电子的物质为负极,得电子的物质为正极。书写电极反应要考虑介质;若介质为酸性时反应式两边不出现OH-;碱性介质反应式两边不出现H+。
三、电解池的电极反应和总反应式的书写方法
方法为:第一步:确定电极的材料及阴阳极;第二步:根据溶液中的离子判断电极反应;第三步:将电极反应相加得总反应式。
1. 仅有一个电极参加反应
例5:
阳:Cu-2e-= Cu2+
阴:Cu2++2e-=Cu
总反应式Cu ═ Cu
(粗铜)(精铜)
2. 两个电极都不参加反应
例5中将两个铜电极改为两个惰性电极阴:2Cu2++4e-=2Cu
阳:4OH--4e-=O2↑+2H2O
3.
两个电极都参加反应
例如:例1中充电时书写电极反应式要考虑到反应物、生成物情况及碱性介质中在电极反应式两边不能出现H+,所以阴极与阳极的电极反应式为:
阴极:Fe(OH)2 + 2e-= Fe + 2OH-
阳极:Ni(OH)2 + 2OH- -2=NiO2 + 2H2O
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。
答:负极(Al):4Al-12e-=4Al3+
正极(C):3O2+12e-+6H2O=12OH-
总反应式:4Al+6H2O+3O2=4Al(OH)3
2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式:负极反应式:2CO+2CO32--4e-→4CO2
正极反应式:
总反应式:
答:正极:O2+2CO2+4e-=2CO32-
总反应式:2CO+O2=2CO2