原電池電極反應(yīng)式的書寫技巧

1、原電池電極反應(yīng)式的書寫技巧對(duì)于原電池的初學(xué)者，電極反應(yīng)式的書寫是一大難點(diǎn)，如何較輕松的解決這一難點(diǎn)，關(guān)鍵是掌握書寫電極反應(yīng)式的書寫技巧。根據(jù)原電池原理可得： 負(fù)極：失電子 發(fā)生氧化反應(yīng)（一般通式：M Mn+ + ne'）正極：得電子 發(fā)生還原反應(yīng)（一般通式：N + me' Nm'）要把電極反應(yīng)式準(zhǔn)確寫出，最關(guān)鍵的是把握準(zhǔn)總反應(yīng)，我們可以通過總反應(yīng)進(jìn)一步寫出電極反應(yīng)式，即通總反應(yīng)判斷出發(fā)生氧化和還原的物質(zhì)（原電池的條件之一就是自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)），將氧化與還原反應(yīng)分開，結(jié)合反應(yīng)環(huán)境，便可得到兩極反應(yīng)。 一、原電池電極反應(yīng)式書寫技巧1、凡有金屬參與的原電池反應(yīng)一般較活潑

2、金屬做負(fù)極：如：Mg Al在酸性（非氧化性酸）環(huán)境中構(gòu)成原電池活潑金屬做負(fù)極 解析：在酸性環(huán)境中 Mg比Al活潑，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)為 Mg的析氫蝕： . .負(fù)極：MgMg 2+2e'正極：2H+2e'h 2f總反應(yīng)式：Mg+2H=M&+H4 銅鋅原電池就是這樣的原理。（2）較活潑金屬不一定做負(fù)極，要看哪種金屬自發(fā)發(fā)生反應(yīng)： 如：Mg Al在堿性環(huán)境中構(gòu)成的原電池，相對(duì)不活潑的Al做負(fù)極解析：在堿性環(huán)境中 Al比Mg活潑，其反實(shí)質(zhì)為 Al與堿溶液的反應(yīng)： ''2Al+2OH +6HO=2AlQ +3H f +4H2O 負(fù)極:2Al + 8OH ' 2Al

3、 （OH 4' +6e- 正極：6H2O+6e 3H2T +6OH注意：Al-3e '=Al3+，此時(shí)司3+在堿性環(huán)境不能穩(wěn)定存在，會(huì)與 OH （過量）結(jié)合轉(zhuǎn)化 為Al （OH 4'。再如：Fe、Cu常溫下在濃H2SO、HNO溶液中構(gòu)成的原電池也是如此。2、燃料電池：（1）關(guān)鍵是負(fù)極的電極反應(yīng)式書寫，因?yàn)槲覀冎?，一般的燃料電池大多是可燃性物質(zhì)與 氧氣及電解質(zhì)溶液共同組成的原電池，雖然可燃性物質(zhì)與氧氣在不同的電極反應(yīng)，但其總反應(yīng)方程式應(yīng)該是可燃物在氧氣中燃燒。當(dāng)然由于涉及電解質(zhì)溶液， 所以燃燒產(chǎn)物可能還要與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，再寫出燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式，從而得到

4、總反應(yīng)方程式。這一步對(duì)大多數(shù)學(xué)生而言沒什么難度。由于在反應(yīng)中氧氣由0價(jià)變?yōu)橐?價(jià)，得電子，即 Q作氧化劑是正極，接下來我們即可寫出正極的電極反應(yīng)式：若此時(shí)電解質(zhì)溶液為酸性，則反應(yīng)過程可以理解為：正極上首先發(fā)生：O2+4er 2S 由于在酸性環(huán)境中大量存在 H故4'會(huì)與H+結(jié)合成HbO,故正極反應(yīng)式應(yīng)為：O2+4e + 4H+2H2O ;當(dāng)然若電解質(zhì)為中性或堿性時(shí)，則正極反應(yīng)式就應(yīng)只是O+4e+2H2O 4OH"o此時(shí)負(fù)極的反應(yīng)式就可以由總電極方程式減去正極的電極方程式得到（注意此時(shí)唯一值得注意的是要將方程式中的氧氣抵消掉）。又稱為加減法書寫電極反應(yīng)式：如，熔融鹽燃料電池具有高

5、的發(fā)電效率，因而受到重 視，可用Li2CO和N&CO的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極染氣，空氣與 CO的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50C下工作的燃料電池。 完成有關(guān)的電池反應(yīng)： 陽極電池反應(yīng)式：2CO+ 2CG24CQ+ 4e陰極反應(yīng)式 ;總反應(yīng)式解析：此題中直接書寫陰極的電極反應(yīng)較困難，而總反應(yīng)式的書寫比較容易，在此不妨打破常規(guī)，進(jìn)行逆向思維。先寫出難度較小的總反應(yīng)式，再根據(jù)題給條件的陽極電極反應(yīng)式書寫陰極反應(yīng)式。由于陽極氣和陰極氣反應(yīng)后生成CO不和Li2CO和N&CO的熔融鹽混合物反應(yīng)，所以總反應(yīng)式就是 2C濟(jì)02= 2CO (2CC 2CO24CO+ 4e )就能得到

6、陰極電極反應(yīng)式：Q+ 4e2+ COr CO2再如：由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池。解析：CHOH+A COH2Q,2-但：CO在堿性環(huán)境中不存在，會(huì)與 OH反應(yīng)生成COCO+2OH=CO32-+H2O,故將、式進(jìn)行疊加即為總反應(yīng)：2CH!OH+3(2+4O2CQ2'+6H2O ,由于正極反應(yīng)式為氧氣得電子的反應(yīng)：Q+2HO+4A4OH,由于電解質(zhì)溶液為堿性，所以正極的產(chǎn)物不再進(jìn)一步反應(yīng)，則負(fù)極的反應(yīng)式為總反應(yīng)方程式減去正極的反應(yīng)式得到： 2CHOH+3O+ 4OH-3O2-6HQ-12e-2C2'+6H2O-12OHI 調(diào)整之后得： CH3O卅 8OHCO2-

7、+ 6吒。+6e二、跟蹤訓(xùn)練1、我國首創(chuàng)以鋁一空氣一海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光，其能量比干電池高20 50倍，請(qǐng)回答：該電源負(fù)極材料是 ,正極材料可以用;正極反應(yīng)： ,負(fù)極反應(yīng)：2、如下圖所示，組成一個(gè)原電池.-i(1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)： Fe電極是(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)為 : 該反應(yīng)是 (填"氧化”或"還原”)反應(yīng)； Cu 電極是 電極，其電極反應(yīng)為 ,該反應(yīng)是 反應(yīng).(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硝酸時(shí)： Fe電極是極，其電極反應(yīng)為 ，該反應(yīng)是 反應(yīng)

8、. Cu電極是 極，其電極反應(yīng)為 ，該反應(yīng)是 反應(yīng).3、某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq),分別向負(fù)極通入 C2H4、C2H2或Al(g),分別向正極通入。2或Cl2.試完成下列問題：(1) 當(dāng)分別通入C2H4和。2時(shí)： 正極反應(yīng)：； 負(fù)極反應(yīng)：； 電池總反應(yīng)：； 溶液pH的變化：(填“增大” “減小”或“不變”，下同).(2) 當(dāng)分別通入C2H2和O2時(shí)： 正極反應(yīng)：; 負(fù)極反應(yīng)：; 電池總反應(yīng)：; 溶液pH的變化：.(3) 當(dāng)分別通入 Al(g)和C12時(shí)： 正極反應(yīng)：; 負(fù)極反應(yīng)：; 電池總反應(yīng)：; 溶液pH的變化：.參考答案：1、鋁； 石墨；2H2O+ O2+ 4e 4OH; Al

9、 Al 3+3e 飛2、 (1)負(fù) Fer Fe"+2e氧化正 2H + + 2e H2f 還原-3+2+一 一八(2)負(fù) Fl Fe +3e (或 Fl Fe +2e )氧化 正 4H + NO+ 3e NO f + 2H2O 還原3、 3O2+ 12e + 6H2O 12OHC2H4 + 16OH 2CO ；一 + 10H2O+12eC2H4+ 3。2 + 4OH = 2CO ； 一 + 4H2O 減小25O2 + 20e + 10H2O20OH2C2H2+ 28OH 4CO 3 + 16H2O+20e 2C2H2+ 5。2+ 8OH = 4CO 2一+ 6H2O 減小3C12+ 6e