原電池電極反應(yīng)式的書寫技巧

1、原電池電極反響式的書寫技巧 1、定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置.2、構(gòu)成原電池的條件：電解質(zhì)溶液兩個導(dǎo)體做電極形成閉合回路(或在溶液中接觸)有能自發(fā)進(jìn)行的氧化復(fù)原反響3、原理本質(zhì)：氧化復(fù)原反響4、原電池電極的判斷(1)由組成原電池的兩極材料判斷：一般來說,較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反響的金屬為負(fù)極,較不活潑的金 屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極.但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池,鎂為負(fù) 極,鋁為正極；但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時,由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反響,失去電子, 因此鋁為負(fù)極,鎂為正極.? (2)根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷：在原電池的外電

2、路,電流由正極流向負(fù)極,電子由負(fù)極流向正極.(3)根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷：在原電池電解質(zhì)溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極.(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反響判斷：原電池中,負(fù)極總是發(fā)生氧化反響,正極總是發(fā)生復(fù)原反響.因此 可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價的升降來判斷.(5)根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷：原電池工作后,假設(shè)某一極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在該電極得電子,該 電極為正極,活潑性較弱；如果某一電極質(zhì)量減輕,說明該電極溶解,電極為負(fù)極,活潑性較強.(6)根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷：原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是由于該電極發(fā)生了析出氫的 反響,說明該電極為正極,活動性較弱.

3、(7)根據(jù)某電極附近 pH的變化判斷A極附近的pH增大了,說明該電極為正極,金屬活動性較弱.5、鹽橋鹽橋的作用僅僅是導(dǎo)電【相當(dāng)于導(dǎo)線的作用】,將兩個燒杯形成閉合回路,否那么就相當(dāng)于斷開,而鹽橋 的導(dǎo)電是利用了其中的陰陽離子的定向移動.鋅銅電池,電解質(zhì)溶液鋅端硫酸鋅,銅端硫酸銅,即兩端不一樣,所以產(chǎn)生電勢差,于是,電子從負(fù)極Zn失去,沿著導(dǎo)線移向正極Cu,即外面的導(dǎo)線中,電子即負(fù)電荷從Zn至ij Cu,中間有鹽橋連接,即鹽橋中的負(fù)電荷即陰離子應(yīng)該從CuSQ的一端沿著鹽橋移向ZnSO4的一端,或者說,鹽橋中的正電荷即陽離子就從 ZnSQ的一端沿著鹽橋移向CuSQ的一端,總之,要保證兩端燒杯中的正負(fù)

4、電荷要守恒.【應(yīng)該是沒有進(jìn)入到鹽橋內(nèi)的】【溶液中是靠硫酸銅和硫酸鋅自己的離子導(dǎo)電,他們自已各擔(dān)其職】還有以含有離子的瓊脂塊作鹽橋的,應(yīng)用很廣泛.6、電極反響式的書寫原電池反響是在兩極上分別發(fā)生氧化反響和復(fù)原反響,負(fù)極上的反響是活動性較強的金屬電極被 氧化或復(fù)原性較強的物質(zhì)發(fā)生氧化反響,正極上的反響是氧化性較強的物質(zhì)發(fā)生得到電子的復(fù)原 反響.初學(xué)原電池,總感到其電極反響很難寫,原電池電極反響與一般的氧化復(fù)原反響的書寫不 一樣,有它自身的書寫方法和技巧.(1)準(zhǔn)確判斷原電池的正負(fù)極是書寫電極反響的關(guān)鍵如果原電池的正負(fù)極判斷失誤,電極反響式的書寫一定錯誤.上述判斷正負(fù)極的方法是一般方法,但不是絕對

5、的,例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中,由于鋁片說明的鈍化,這時銅失去電子,是負(fù)極,其電極反響為： 負(fù)極：Cu 2e =Cif+正極：NO +4H+ +2e = 2H2O+2NQT再如鎂片和鋁片同時插入氫氧化鈉溶液中,雖然鎂比鋁活潑,但由于鎂不與氫氧化鈉反響,而鋁卻反響,失去電子,是負(fù)極,其電極反響為：？負(fù)極：2AI+8OH 2X 3e =2AlO2 +4H2O正極：6HzO+6e =6OH +3H2 T(2)要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性.在正負(fù)極上發(fā)生的電極反響不是孤立的,它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系,如氫氧燃料電池有酸式和堿式,在酸溶液中,電極反響式中不能出現(xiàn)OH,在堿溶液中,電極反響式中不能出

6、現(xiàn)H,像CH、CHOH等燃料電池,在堿溶液中碳( C)元素以CO離子形式存在,而不是放出 CO氣體.(3)要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目在同一個原電池中,負(fù)極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù),所以在書寫電極反響時,一定要考慮電荷守 恒.預(yù)防由總反響方程式改寫成電極反響式時所帶來的失誤,同時也可預(yù)防在有關(guān)計算中產(chǎn)生誤差.(4)要利用總的反響方程式?從理論上講,任何一個自發(fā)的氧化復(fù)原反響均可設(shè)計成原電池,而兩個電極反響相加即得總反響方程式.所以 只要知道總反響方程式和其中一個電極反響,便可以寫出另一個電極反響方程式.1 .假設(shè)知道電池總反響,根據(jù)總反響是兩電極反響之和,假設(shè)能寫出某一極反響或某一極反響,由

7、總反響 減半反響可得另一極反響.例如,鉛蓄電池的總反響為：Pb+PbO+2H2SO=2PbSO+2H2O,負(fù)極反響為：Pb+S(42 - 2e =PbS(4),貝U正極反響為：.分析由于電極反響一般寫離子方程式,先將電池的總反響改寫成離子方程式：Pb+PbO+4H+2SQ=2PbSO+2H2.,由總反響減負(fù)極半反響可得： Pb+PbOMH+2SQ2 ( Pb+S(O2 - 2e ) =2PbSO+2H2O PbSO,整理 可得正極半反響為： PbQ+4hl+SQ2 + 2e-=PbSO+2HQ假設(shè)知道電池總反響：氧化劑+復(fù)原劑+ (某介質(zhì))=復(fù)原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物+ (另一介質(zhì))根據(jù)總反響找出氧化

8、劑和氧化產(chǎn)物、復(fù)原劑和復(fù)原產(chǎn)物,電極反響的總模式是：負(fù)極：復(fù)原劑ne二氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ ne-=復(fù)原產(chǎn)物其他參與反響的介質(zhì)分子或離子,根據(jù)配平需要,添加在半反響的反響物或生成物中.2 .假設(shè)電極反響產(chǎn)物是難溶性堿或鹽時,負(fù)極上一般有陰離子參與反響,假設(shè)為可逆電池,那么正極上有同樣的 陰離子生成,電解液的濃度根本不變.陽離子一般參與正極反響.參加電極非氧化復(fù)原反響的陰、陽離子可依 據(jù)電解液類型或反響產(chǎn)物確定.例如,饃-鎘蓄電池的總反響為：Cd+2NiO (OH +2HO=Cd (OH 2+2Ni (OH 2,要書寫電極反響式,首先,應(yīng)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

9、Cd (OH 2,所以,負(fù)極有 OFT參加反響.那么負(fù)極反響為： Cd+2OH-2e =Cd (OH 2,正極反響為：2NiO (OH +2HaO+2e =2Ni (OH 2+2OH由于負(fù)極上有 2O即參與反響,正極上同樣有 2O即生成,電解液的濃度根本不變.3 .同時書寫同一電池兩極反響時,應(yīng)注意兩極電子得失數(shù)目相等.例如,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,正極反響為：Q+2H2O+ 4e=4O口,那么負(fù)極反響應(yīng)寫成：2Fe4e=2Fe2+.4 .電極半反響一般為離子反響,書寫電極半反響和書寫離子方程式有相似的地方,應(yīng)考慮反響產(chǎn)物與電解 液中的離子能否共存.假設(shè)不能共存,那么按實際產(chǎn)物書寫.例如,甲烷與氧氣

10、的燃料電池,反響原理為CH+2Q=CO+2H2O.假設(shè)電解液為 KOH容液,那么產(chǎn)物應(yīng)寫成 &CO.實際的總反響為： CH+2Q+2KOH=2CO+3HO,所以,在寫負(fù)極反響時,產(chǎn)物應(yīng)寫成CO2,即Chl+10OH-8e =C(O2+7H2O5 .電池半反響中,存在質(zhì)量守恒和電荷守恒.書寫時應(yīng)據(jù)此配平半反響.電荷的計算方法是：電子帶負(fù)電, 一個電子相當(dāng)一個單位負(fù)電荷,得一個電子相當(dāng)于加一個負(fù)電荷,失去一個電子相當(dāng)于加一個正電荷.假設(shè)離子、電子分布在同一邊,那么電荷的代數(shù)和為零；假設(shè)離子、電子分布在等號的兩邊,那么兩邊電荷的差為零.由于負(fù)極 失去電子,正極得到電子,根據(jù)電荷守恒,負(fù)極通常有較多的

11、陰離子參加反響或有陽離子生成；正極通常有較 多的陽離子參加反響或有陰離子生成.例如,丁烷-空氣-K2CO 其中不含cT和HCGT燃料電池,電池的總反響為：204H0+13Q=8C810屋O,電池的兩極反響分別為：正極：13O2+26CO+52e =26CO2 ,負(fù)極：2aHio+26CO2 52e =34CO+10HO6 . 一般電解液中有水,電極反響是在水溶液中進(jìn)行,配平半反響時,根據(jù)需要,水可作反響物也可作產(chǎn)物.一般是等號左邊假設(shè)有 H+或OH參與反響,那么等號右邊可能有水生成；等號左邊假設(shè)有水參與反響,那么等號右邊可能有H+或O斤生成.例如,氫-氧燃料電池,總反響為：2H2+Q=2H2O

12、假設(shè)電解液為酸,那么兩極反響分別為：負(fù)極：2H24e =4H+,正極：Q+4H+4e =2H2.假設(shè)電解液為堿,那么兩極反響分別為：負(fù)極：2H2+4OH-4e =4H2O,正極：Q+2H2O+4葭=4OH以上是書寫電極反響時一些方法和規(guī)律,這些方法和技巧也適用于以后所學(xué)的電解池中電極反響式的書寫.原電池電極反響式的書寫練習(xí)1 .伏打電池：負(fù)極一Zn、正極一Cu電解液一HSO負(fù)極：正極：總：2 .鐵碳電池：負(fù)極一Fe、正極一C、電解7酸性負(fù)極：正極：總：3 .鐵碳電池：負(fù)極一Fe、正極一C、電解液中性或堿性負(fù)極：正極：化學(xué)方程式4 .鋁鍥電池：負(fù)極一Al、正極一Ni電解液NaCl溶液、Q負(fù)極：正

13、極：化學(xué)方程式5 .普通鋅鈕干電池：負(fù)極一、正極一C電解液NHCl、MnO的糊X物負(fù)極：正極：2MnO2Hf+2e =MnQ+HO復(fù)原反響化學(xué)方程式：Zn+2NHCl+2Mn&ZnCl2+MnC：3+2NHT +HO6 .堿性鋅鈕干電池：負(fù)極一、正極一C電解液KOH MnO的糊狀物負(fù)極：正極：化學(xué)方程式：Zn+2Mn2+2Ho=ZnOH+2MnOOH7 .銀鋅電池：負(fù)極一、正極-、電解液NaOH負(fù)極：正極：化學(xué)方程式：Zn+AgO+HO=ZnOH+2Ag8 .鋁-空氣-海水負(fù)極-、正極-石墨、珀網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水 負(fù)極：正極：總反響式為：4A1+3Q+6HO=4AlOH箱網(wǎng)增大

14、與氧氣的接觸面9 .鎂-鋁電池負(fù)極-、正極-電解液KOH負(fù)極：正極：化學(xué)方程式：2A1+2OH +2HO= 2A1Q +3H10 .鋰電池一型：負(fù)極-金屬鋰、正極-石墨、電解液LiAlCl 4-SOC12 負(fù)極：正極：3SOC2+8e =SQ2 +2S+ 6C1化學(xué)方程式：8Li + 3SOC2=Li 2SO+ 6LiCl + 2S,11 .鉛蓄電池：總化學(xué)方程式：Pb+ PbO+2HSO-2PbS4+2HO 充電放電時負(fù)極：正極：12 .鉛蓄電池充電時陰極：陽極：13 .電解質(zhì)是KOH容液堿性電解質(zhì)負(fù)極：正極：總：2H2+O=2HO14 .電解質(zhì)是HSO溶液酸性電解質(zhì)負(fù)極：正極：總：2H+O=2HO15 .電解質(zhì)是NaCl溶液中性電解質(zhì)？負(fù)極：正極：總：2H2+O=2HO16 .堿性電解質(zhì)鉗為兩極、電解液KOH容液正極：？負(fù)極