原電池電極反應式的書寫技巧

1、原電池電極反應式的書寫技巧作者:日期:原電池電極反應式的書寫技巧原電池反應是在兩極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應，負極上的反應是活 動性較強的金屬電極被氧化或還原性較強的物質發(fā)生氧化反應，正極上的反應 是氧化性較強的物質發(fā)生得到電子的還原反應。初學原電池，總感到其電極反 應很難寫，原電池電極反應與一般的氧化還原反應的書寫不一樣，有它自身的 書寫方法和技巧。但只要掌握規(guī)律，加強練習，還是可以寫會的。下面談談我 書寫原電池電極反應的一些體會：1若知道電池總反應，根據(jù)總反應是兩電極反應之和， 若能寫出某一極反應 或已知某一極反應，由總反應減半反應可得另一極反應。例如，鉛蓄電池的總反應為：Pb+PbO2

2、+2H2SO4=2PbSO4+2HQ，已知負極 反應為：Pb+ SO42 2e=PbSO 4，則正極反應為： 。分析由于電極反應一般寫離子方程式，先將電池的總反應改寫成離子方 程式：Pb+PbO2+4H+2SO42=2PbSO4+2H2O，由總反應減負極半反應可得： Pb+PbO2+4H+2SO42( Pb+ SO4A 2e) =2PbSO4+2H2O PbSO4，整理可 得正極半反應為：PbO2+4H +SO42+ 2e=PbSO4+2H2O。若知道電池總反應：氧化劑+還原劑 + (某介質)=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物+ (另一介質)根據(jù)總反應找出氧化劑和氧化產(chǎn)物、還原劑和還原產(chǎn)物，電極反應的總模式

3、是：負極：還原劑ne =氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ ne =還原產(chǎn)物其他參與反應的介質分子或離子，根據(jù)配平需要，添加在半反應的反應物 或生成物中。2若電極反應產(chǎn)物是難溶性堿或鹽時， 負極上一般有陰離子參與反應，若為 可逆電池，則正極上有同樣的陰離子生成，電解液的濃度基本不變。陽離子一 般參與正極反應。參加電極非氧化還原反應的陰、陽離子可依據(jù)電解液類型或 反應產(chǎn)物確定。例如，鎳-鎘蓄電池的總反應為：Cd+2NiO (OH ) +2H2O=Cd (OH ) 2+2Ni (OH ) 2，要書寫電極反應式，首先，應判斷電解液類型，由產(chǎn)物可知，電解液 一定為堿液，鎘被氧化成 Cd (OH ) 2，所以，負極

4、有0H 參加反應。則負極反 應為：Cd+2OH 2e=Cd (OH ) 2,正極反應為：2NiO (OH ) +2H2O+2e=2Ni(OH ) 2+2OH 。由于負極上有2OH 參與反應，正極上同樣有 2OH 生成，電 解液的濃度基本不變。3同時書寫同一電池兩極反應時，應注意兩極電子得失數(shù)目相等。例如，鋼鐵的電化學腐蝕，正極反應為： O2+2H2O + 4e=4OH ,則負極反 應應寫成：2Fe 4e =2Fe2+。4. 電極半反應一般為離子反應，書寫電極半反應和書寫離子方程式有相似 的地方，應考慮反應產(chǎn)物與電解液中的離子能否共存。若不能共存，則按實際 產(chǎn)物書寫。例如，甲烷與氧氣的燃料電池，

5、反應原理為 CH4+2O2=CO2+2H2O。若電解 液為KOH溶液，則產(chǎn)物應寫成 K2CO3。實際的總反應為：CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O，所以，在寫負極反應時，產(chǎn)物應寫成 CO32。即CH4+10 OH 8e = CO3A+7H2O5電池半反應中，存在質量守恒和電荷守恒。書寫時應據(jù)此配平半反應。電 荷的計算方法是：電子帶負電，一個電子相當一個單位負電荷，得一個電子相 當于加一個負電荷，失去一個電子相當于加一個正電荷。若離子、電子分布在 同一邊，貝U電荷的代數(shù)和為零；若離子、電子分布在等號的兩邊，貝U兩邊電荷 的差為零。因為負極失去電子，正極得到電子，根據(jù)電荷守恒，負極通

6、常有較 多的陰離子參加反應或有陽離子生成；正極通常有較多的陽離子參加反應或有 陰離子生成。例如，丁烷-空氣-K2CO3 （其中不含02和HCO 3）燃料電池，電池的總 反應為：2C4H io+13O2=8CO2+10H 2O，電池的兩極反應分別為： 2 一 2 一正極：13O2+26CO2+52e =26CO3 ，負極：2 C4H10+26 CO3 52e =34CO2+10H2O6般電解液中有水，電極反應是在水溶液中進行，配平半反應時，根據(jù)需 要，水可作反應物也可作產(chǎn)物。一般是等號左邊若有円+或0H一參與反應，則等號右邊可能有水生成；等號左邊若有水參與反應，則等號右邊可能有H+或0H生成。例

7、如，氫-氧燃料電池，總反應為：2H2 +O2=2H2O若電解液為酸，則兩極反應分別為：_負極：2H2 4e=4H +，正極：O2+4H+4e=2H2O若電解液為堿，則兩極反應分別為：負極：2H2+4OH一 4e=4H 2O，正極：O2+2H2O +4e一=4OH一以上是書寫電極反應時一些方法和規(guī)律，這些方法和技巧也適用于以后所 學的電解池中電極反應式的書寫。原電池電極反應式的書寫練習1.伏打電池：（負極一 Zn、正極一 Cu電解液一"SO）負極：正極：總:2.鐵碳電池：（負極一Fe、正極一C、電解液酸性）負極：正極：總:3.鐵碳電池：（負極一Fe、正極一C、電解液 中性或堿性）負極：

8、正極：化學方程式4.鋁鎳電池：（負極一AI、正極一Ni電解液NaCI溶液、Q）負極：正極：化學方程式5. 普通鋅錳干電池：（負極一、正極一C、電解液NHCI、MnQ的糊狀物）負極：正極：2MnO+2H+2e=MnQ+HO （還原反應）化學方程式：Zn+2NHCI+2MnO=ZnCl2+MnQ+2NHT +HHO6. 堿性鋅錳干電池：（負極一、正極一C、電解液KOH、MnO的糊狀物）負極：正極： 化學方程式：Zn +2MnO+2HO = Zn（OH）2 +2MnOOH7. 銀鋅電池：（負極一、正極-、電解液NaOH ）負極：正極： 化學方程式：Zn + Ag2O + H2O = Zn（O H）2

9、 + 2Ag8.鋁-空氣-海水（負極-_、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導電的惰性材料、電解 液-海水）負極：正極：總反應式為：4AI+3Q+6HO=4AI（OH）（鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面）9.鎂-鋁電池（負極-、正極-電解液KOH負極：正極：化學方程式：2AI + 2OH - + 2H 2O = 2AIO2- + 3違10. 鋰電池一型：（負極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAICI 4 -SOCI2）負極：正極：3SOC2+ 8e= SO2+ 2S+ 6Cl化學方程式：8Li + 3SOCI2 = Li 2SO + 6LiCI + 2S ,11. 鉛蓄電池： 總化學方程式：Pb+ PbO + 2H

10、2SO 充電-2PbSO2HO放電時負極：正極：12.鉛蓄電池充電時陰極：陽極：13.電解質是KOH溶液（堿性電解質）負極：正極：總：2H + O2 = 2H2O14.電解質是HSQ溶液（酸性電解質）負極：正極：總：2H + O2 = 2H2O15.電解質是NaCI溶液（中性電解質）負極：正極：總：2f + O> = 2fO16.堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極：負極：總反應方程式：2CHOH + 3Q + 4K0H= 2K2CO + 6H2O17. 酸性電解質（鉑為兩極、電解液HSQ溶液）正極：負極：總反應式：2CH0H + 302 = 2CO + 4出018. 堿性電解質

11、（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極：負極：總反應方程式:CH + 2KOH+ 2O2 = K 2CO + 3H 2O19.酸性電解質（鉑為兩極、電解液 HSQ溶液）正極：負極：總反應方程式:CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O20.電解質是熔融碳酸鹽（&CO或NaCO）正極：負極：總反應方程式 C 3H + 5O2 = 3CQ + 4H2O電解池及電化學防護1.原電池和電解池的比較裝置原電池電解池實例一ffO定義借助活潑性不同的兩種電極發(fā)生的氧化 還原反應，將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。借助外加電流引起的（非自發(fā)的）氧化還原反應， 將電能轉化為化學能的裝置。原理利用氧化還原反應在不

12、同區(qū)域內(nèi)進行，以適當方式連接起來，獲得電流。在外加直流電源的作用下，電解質的陰陽離子在陰 陽兩級發(fā)生氧化還原反應的過程。形成條件 電極：活潑性不同的兩種導體相連； 電解質溶液：能與電極反應； 形成閉合回路； 能自發(fā)進行的氧化還原反應。 電源（直流電源）； 電極（惰性或活性電極）； 電解質（水溶液或熔化態(tài)）。反應類型自發(fā)的氧化還原反應非自發(fā)的氧化還原反應電極名稱由電極本身性質決定：正極：材料性質較不活潑的電極； 負極：材料性質較活潑的電極 。由外電源決定：陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負極；離子移向陰離子移向陰極，陽離子移向陽極。陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。電極反應負極：Zn-2e-=

13、z n2+ （氧化反應） 正極：2H+2e-=H2f（還原反應）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應、得電子） 陽極：2Cl -2e"=Cl 2 T （氧化反應、失電子）應用 抗金屬的電化腐蝕； 實用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉 Na、Mg、Al ）；精煉（精銅）。2 電解反應中反應物的判斷 放電順序陰極：陰極材料總是受到保護（無論是活潑電極還是惰性電極均不參與反應）故溶液中陽離子得電子陽離子得電子順序一金屬活動順序表的反表：邙日離子放電順序與濃度有關，并不絕對）+2+2+2+2+2+2+3+2+2+Ag >Hg >Cu >（H

14、） >Pb >Sn >Fe >Zn >AI >Mg >Na >Ca >+K陽極A.若陽極是活性電極 時：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電B.陽極材料是惰性電極（C、Pt、Au、Ti等）時：陰離子失電子：S2>>Br >C>（OH）> N03等含氧酸根離子> F3 電解反應方程式的書寫步驟： 分析電解質溶液中 存在的離子； 看陽極電極材料，確定陽極參加反應的物質。若陽極材料為活性電極，則電極材料本身放電。若陽極材料為惰性電極，則陽極是溶液中的陰離子按照放電順序進行放電。 確定電極、寫出電極反應式； 寫出電

15、解方程式。女口：（陽極材料為惰性電極材料）電解NaCl溶液（放氫生堿型）：溶質、溶劑均發(fā)生電解反應，pH增大。（活潑金屬的無氧酸鹽）電解 木 木2NaCl+2H 2O =H2? +C2f +2NaOH電解CuS04溶液（放氧生酸型）：溶質、溶劑均發(fā)生電解反應，pH減小。（不活潑金屬的含氧酸鹽）電解入2CuSO4 + 2H 2O=2Cu + 0 2 胖 2H 2SO4電解CuCl2溶液（電解電解質本身）：溶劑不變，實際上是電解溶質，pH增大。（不活潑金屬的無氧酸鹽）電解CuCl2= Cu+ Cl2 f電解鹽酸（電解電解質本身）：（無氧酸）2HCI 電=1 H2f+ Cl2f電解稀H2SO4、Na

16、OH溶液、Na2SO4溶液（電解水型）：溶質不變，實際上是電 解水，pH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導電性，從而加快電解速率（不是起催化作用）。（含氧酸、強堿和活潑金屬的含氧酸鹽）陽極:-電解4OH 4e =2H 2O+ O2 f電解方程式：2H2O電解 2H2f + Of陰極:4H + 4e=電解=2H 2f若陽極材料為活性電極，如用銅電極電解Na2SO4溶液:Cu +2H 2O電解 Cu(OH) 2 + H2 f（注意：不是電解水。）4 電鍍（電解精煉銅）（1）定義：利用電解原理在某些金屬表面鍍上已薄層其他金屬或合金的方法。其實質是 一種特殊情況下的電解。（2）構成：陰

17、極:待鍍金屬制品陽極：鍍層金屬（粗銅）電鍍液：含鍍層金屬離子的電解質溶液女口：在鐵制品表面電鍍銅：陽極（銅）：Cu 2e = Cu2+陰極（鐵制品）：Cu2+ + 2e = Cu電解精煉銅的結果：陽極上粗銅逐漸溶解，雜質Ag、Pt等沉積在電解槽的 底部，形成 陽極泥（陽極），陰極上純銅逐漸析出。理論上電解質溶液濃度在 電鍍過程中保持不變（只需更換陰極電極）。5 金屬的腐蝕（1）概念：金屬或合金與周圍的物質發(fā)生反應而引起損耗的現(xiàn)象。（2）實質：屬原子電子變成陽離子的過程即金屬發(fā)生了反應。類型：根據(jù)與金屬不同，可分為化學腐蝕（金屬跟接觸到的干燥氣體如（02、CI2、S02等）或非電解質液體（如石油）等直接發(fā)生而引起的腐蝕）和電化學腐蝕（不純的金 屬跟電解質溶液接觸時，會 發(fā)生電化學反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化）（4）電化學腐蝕的兩種類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或堿性電極反應負極FeFe 2e=Fe2+2 +2Fe 4e =2Fe正極C2H +