原電池電極反應(yīng)式的介紹模板寫技巧之歐陽(yáng)治創(chuàng)編

1、歐陽(yáng)治原電池電極反應(yīng)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。時(shí)間 2021.03. 10創(chuàng)作：歐陽(yáng)治2、構(gòu)成原電池的條件： 電解質(zhì)溶液 兩個(gè)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)行的氧化還原反應(yīng)3、原理本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)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(lái)說(shuō)，較 活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)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，如鏤、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(shí)，由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，失去電子，因此鋁為負(fù)極，鎂為 正極

2、。(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(dòng)方向判斷：在原電池電 解質(zhì)溶液中，陽(yáng)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)反應(yīng)判斷：原電池中，負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反 應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價(jià)的升降來(lái) 判斷。(5) 根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷：原電池工作后，若某一極質(zhì)量增加，說(shuō)明溶液中的陽(yáng)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(shuō)明該電極溶解，電極為負(fù)極，活潑性 較強(qiáng)。(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

3、極上產(chǎn)生氣體，通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了 析出氫的反應(yīng)，說(shuō)明該電極為正極，活動(dòng)性較弱。(7) 根據(jù)某電極附近pH的變化判斷歐陽(yáng)治創(chuàng)編2021.03.10歐陽(yáng)治創(chuàng)編 2021.03.10A極附近的pH增大了，說(shuō)明該電極為正極，金屬 活動(dòng)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(gè)燒杯形成閉合回路，否則就相當(dāng)于斷開，而鹽 橋的導(dǎo)電是利用了其中的陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)。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(shì)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到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C

4、uSO4 的一端沿著鹽橋移向ZnSO4的一端，或者說(shuō)，鹽 橋中的正電荷即陽(yáng)離子就從ZnSO4的一端沿著鹽 橋移向CuSO4的一端，總之，要保證兩端燒杯中 的正負(fù)電荷要守恒?！緫?yīng)該是沒(méi)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，他們自巳各擔(dān)其職】還有以含有離子的瓊脂塊作鹽橋的，應(yīng)用很廣 泛。歐陽(yáng)治6、電極反應(yīng)式的書寫原電池反應(yīng)是在兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反 應(yīng)，負(fù)極上的反應(yīng)是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬電極被氧化 或還原性較強(qiáng)的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上的反應(yīng) 是氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)。初 學(xué)原電池，總感到其電極反應(yīng)很難寫，原電池電極 反應(yīng)與一般的氧化還原反應(yīng)的書寫不一

5、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)極是書寫電極反應(yīng)的關(guān) 鍵如果原電池的正負(fù)極判斷失誤，電極反應(yīng)式的書寫 一定錯(cuò)誤。上述判斷正負(fù)極的方法是一般方法，但 不是絕對(duì)的，例如銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸溶液 中，由于鋁片表明的鈍化，這時(shí)銅失去電子，長(zhǎng)負(fù) 極，其電極反應(yīng)為：負(fù)極：Cu -2e- = Cu2+ 正極：NO3- + 4H+ + 2e = 2H2O + 2NO2 t 再如鏤片和鋁片同時(shí)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應(yīng)，而鋁卻反 應(yīng)，失去電子，是負(fù)極，其電極反應(yīng)為：負(fù)極：2A1 + 8OH"-2X3e" =2A1O2 + 4H

6、2O 正 極：6H2O + 6e = 6OH + 3H2 f(2)要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。在正負(fù)極上發(fā)生 的電極反應(yīng)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，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH",在堿溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+,像 CH4. CH3OH等燃料電池，在堿溶液中碳(C)元 素以co32-離子形式存在，而不是放出CO2氣體。(3 )要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目 在同一個(gè)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)，所以在書寫電極反應(yīng)時(shí)，一定要考 慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng) 式時(shí)所帶來(lái)的失誤，同時(shí)也可避免在有關(guān)計(jì)算中產(chǎn)

7、生誤差。(4 )要利用總的反應(yīng)方程式 從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè) 計(jì)成原電池，而兩個(gè)電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程 式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個(gè)電極反 應(yīng)，便可以寫出另一個(gè)電極反應(yīng)方程式。1若知道電池總反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)長(zhǎng)兩電極反 應(yīng)之和，若能寫出某一極反應(yīng)或巳知某一極反應(yīng)， 由總反應(yīng)減半反應(yīng)可得另一極反應(yīng)。例如，鉛蓄電池的總反應(yīng)為： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O ,巳知負(fù)極反應(yīng) 為：Pb+ SO42-2e-=PbSO4,則正極反應(yīng)為：。分析由于電極反應(yīng)一般寫離子方程式，先將 電池的總反應(yīng)改寫成離子方程式： Pb+PbO2+4H+2SO42_=2P

8、bSO4+2H2O,由總反應(yīng)減 負(fù)極半反應(yīng)可得：Pb+PbO2+4H+2SO42- （Pb+ SO/一一2e一）=2PbSO4+2H2O-PbSO4,整理可得正 極半反應(yīng)為：PbO2+4H+SO42 一 + 2e 一=PbSO4+2H2Oo若知道電池總反應(yīng)：氧化劑+還原劑+ （某介 質(zhì)）二二還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物+ （另一介質(zhì)）根據(jù)總 反應(yīng)找出氧化劑和氧化產(chǎn)物、還原劑和還原產(chǎn)物， 電極反應(yīng)的總模式是：負(fù)極：還原劑一加-=氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ne=還原產(chǎn)物其他參與反應(yīng)的介質(zhì)分子或離子，根據(jù)配平需 要，添加在半反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物中。2.若電極反應(yīng)產(chǎn)物長(zhǎng)難溶性堿或鹽時(shí)，負(fù)極上 一般有陰離子參與反應(yīng)，

9、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(yáng) 離子一般參與正極反應(yīng)。參加電極非氧化還原反應(yīng) 的陰、陽(yáng)離子可依據(jù)電解液類型或反應(yīng)產(chǎn)物確定。例如，鐮鎘蓄電池的總反應(yīng)為：Cd+2NiO (OH) +2H2O=Cd (OH) 2+2Ni (OH) 2,要書寫 電極反應(yīng)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Cd (OH) 2, 所以，負(fù)極有OH參加反應(yīng)。則負(fù)極反應(yīng)為： Cd+2OH_-2e_=Cd (OH) 2> 正極反應(yīng)為：2NiO (OH) +2H2O+2e_=2Ni (OH) 24-2OH_e 由于負(fù) 極上有2OH一參與反應(yīng)，正極上同樣

10、有2OH一生 成，電解液的濃度基本不變。3同時(shí)書寫同一電池兩極反應(yīng)時(shí)，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，正極反應(yīng)為： O2+2H2O + 4e=4OH-,則負(fù)極反應(yīng)應(yīng)寫成：2Fe 4e_=2Fe2+o4.電極半反應(yīng)一般為離子反應(yīng)，書寫電極半反 應(yīng)和書寫離子方程式有相似的地方，應(yīng)考慮反應(yīng)產(chǎn) 物與電解液中的離子能否共存。若不能共存，則按 實(shí)際產(chǎn)物書寫。例如，甲烷與氧氣的燃料電池，反應(yīng)原理為 CH4+2O2=CO2+2H2Oo若電解液為KOH溶液，則 產(chǎn)物應(yīng)寫成K2CO3 o實(shí)際的總反應(yīng)為： CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O ,所以，在寫負(fù)極 反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物應(yīng)寫成C

11、O32o即CH4+10 OHT-8e- =CO32+7H2O5電池半反應(yīng)中，存在質(zhì)量守恒和電荷守恒。 書寫時(shí)應(yīng)據(jù)此配平半反應(yīng)。電荷的計(jì)算方法是：電 子帶負(fù)電，一個(gè)電子相當(dāng)一個(gè)單位負(fù)電荷，得一個(gè) 電子相當(dāng)于加一個(gè)負(fù)電荷，失去一個(gè)電子相當(dāng)于加 一個(gè)正電荷。若離子、電子分布在同一邊，則電荷 的代數(shù)和為零；若離子、電子分布在等號(hào)的兩邊， 則兩邊電荷的差為零。因?yàn)樨?fù)極失去電子，正極得 到電子，根據(jù)電荷守恒，負(fù)極通常有較多的陰離子 參加反應(yīng)或有陽(yáng)離子生成；正極通常有較多的陽(yáng)離 子參加反應(yīng)或有陰離子生成。例如，丁烷空氣k2co3 （其中不含一和 hco3 -）燃料電池，電池的總反應(yīng)為： 2C4H10+13O

12、2=8CO2+10H2O ,電池的兩極反應(yīng)分別 為：正極：13O2+26CO2+52e_=26CO32-,負(fù)極：2 C4H10+26CO3I 52e_=34CO2+10H2O6. 般電解液中有水，電極反應(yīng)是在水溶液中 進(jìn)行，配平半反應(yīng)時(shí)，根據(jù)需要，水可作反應(yīng)物也 可作產(chǎn)物。一般是等號(hào)左邊若有H+或OH-參與反 應(yīng)，則等號(hào)右邊可能有水生成；等號(hào)左邊若有水參 與反應(yīng)，則等號(hào)右邊可能有H*或OH-生成。例如，氫氧燃料電池，總反應(yīng)為：2H2 +O2=2H2O若電解液為酸，則兩極反應(yīng)分別為：負(fù)極：2H2 - 4e=4H+ ,正極：（+厶閂十+化一 =2H2O若電解液為堿，則兩極反應(yīng)分別為：負(fù)極：2H2+

13、4OH 一一 4e 一 =4H2O ,正極：O2+2H2O +4廠=4OH以上是書寫電極反應(yīng)時(shí)一些方法和規(guī)律，這些歐陽(yáng)治方法和技巧也適用于以后所學(xué)的電解池中電極反應(yīng) 式的書寫。原電池電極反應(yīng)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H2so4）負(fù)極：正極：總：2鐵碳電池：（負(fù)極Fes正極一C、電解液酸性）負(fù)極：正極：總：3鐵碳電池：（負(fù)極一Fu、正極一C、電解液中性或堿性）負(fù)極：正極：化學(xué)方程式4鋁鐮電池：（負(fù)極一A1、正極一Ni電解液NaCl溶液、（）2）負(fù)極：正極：化學(xué)方程式5普通鋅猛干電池：（負(fù)極一、正極一C、電解液NH4CK Mn（）2的糊狀物）負(fù)極：正極：2Mn（）

14、2+2H+2e-=Mn2（）3+H2（）（還原反應(yīng)）化學(xué)方程式：Zn+2NH4Cl+2Mn()2=ZnCl2+Mn2()3+2NH3 f +比()6堿性鋅猛干電池：(負(fù)極一、正極一C、電解液K()H、Mn()2的糊狀物)負(fù)極：正極：化學(xué)方程式：Zn +2Mn()2+2H2() = Zn()H)2+2Mn()()H7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 + A&O + H2O = Zn(OH)2 +2Ag&鋁-空氣-海水(負(fù)極-、正極石墨、飽網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水)負(fù)極：正極：總反應(yīng)式為：4八1+3()2十6比()二二二4A1()

15、H)3 (絲網(wǎng)增大與氧氣的接觸面)9鎂一鋁電池(負(fù)極、正極電解液K()H)負(fù)極：正極：化學(xué)方程式：2A1 2OH- + 2HQ = 2A1O/+ 3H210.鋰電池一型：(負(fù)極-金屬鋰、正極-石墨、電解液 LiAlCl4 -SOC12)負(fù)極：正極：3SOC12+8c = S()32+ 2S + 6C1-化學(xué)方程式：8Li+ 3S()Cb 二二=Li2S()5 + 6L1C1 +2S,11 鉛蓄電池：總化學(xué)方程式：Pb + Pb()2 +2H2S()42PbSO4+2H2C)放電時(shí)負(fù)極：正極：12 .鉛蓄電池充電時(shí)陰極：陽(yáng)極：13.電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）負(fù)極：正極：總：2比+（）2=2H2()14電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)）負(fù)極：正極：總：2H2 + O2二二二 2HQ15.電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)）負(fù)極：正極：總：2比+（）2二二二 2HQ16. 堿性電解質(zhì)（粕為兩極、電解液KOH溶液）正極：負(fù)極：總反應(yīng)方程式：2CH3OH + 36+ 4K()H二二二2K2CO5 + 6H2()17. 酸性電解質(zhì)(粕為兩極、電解液H2S()4溶液)正極：負(fù)極：總反應(yīng)式：2