原电池电极反应式的书写技巧|原电池电极反应式的书写方法

时间：2019-02-02 03:29:50　来源：雅意学习网本文已影响人

　　电极反应式的书写，对于原电池的初学者来说，是一大难点。如何较轻松地突破这一难点呢？关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。　　在书写和判断原电池的电极反应式时，首先应正确判断原电池的两个电极名称，然后根据原电池及氧化还原反应原理可得：
　　负极：还原剂＋介质－ne=氧化产物＋介质
　　正极：氧化剂+介质＋ne=还原产物＋介质
　　介质1、介质2一般为H与HO或HO与OH，酸性溶液中不应出现OH，碱性溶液中不应出现H。正、负极电极反应式中介质1、介质2不一定完全抵消。
　　要把电极反应式准确写出，最关键的是把握准总反应。我们可以通过总反应进一步写出电极反应式，即通总反应判断出发生氧化和还原的物质（原电池的条件之一就是自发地发生氧化还原反应），将氧化与还原反应分开，结合反应环境，便可得到两极反应。
　　1.准确判断两个电极
　　（1）由两极的相对活泼性确定。相对活泼性较强（针对电解质溶液而言）的金属为负极（一般地，负极材料与电解质溶液要发生反应），相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。如：Mg―Al―HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但Mg―Al―NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al。
　　（2）根据电子或电解质溶液中离子运动方向判断。电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。
　　（3）根据两极发生的变化或现象来判断。气体析出、增重的一极为正极。
　　例1．将锌片和铝片用导线相连，分别插入稀硫酸、浓硫酸中，写出两原电池中的电极反应式和电池反应式。
　　解析：①稀硫酸作电解质溶液时，较活泼的铝被氧化，锌片上放出氢气，所以：负极（铝片）：2Al－6e=2Al，正极（锌片）：6H+6e=3H↑，电池反应：2Al+6H=2Al+3H↑。
　　②浓硫酸作电解质溶液时，因常温下铝在浓硫酸中发生钝化现象，而锌能与浓硫酸反应，所以此时锌片作负极，铝片作正极。
　　负极（锌片）：Zn-2e=Zn
　　正极（铝片）：4H+SO+2e=SO↑+2HO
　　电池反应：Zn+2HSO（浓）=ZnSO+SO↑+2HO
　　2.燃料电池电极反应式的书写
　　燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其他电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会产生火焰。所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
　　例2.我国首创以铝―空气―海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。试写出电源正负极材料名称、电极反应式。
　　分析：负极本身参加反应被氧化，正极必须能导电而本身不参加反应。因此电源负极材料为铝，电源正极材料为石墨等能导电的惰性材料。负极反应为：4Al－12e=4Al；正极反应为：3O+6HO+12e＝12OH。
　　例3.（1）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形式。电极反应产生的水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：2H+O=2HO，则电极反应式分别为：负极?摇?摇?摇?摇，正极?摇?摇?摇?摇。
　　（2）如把KOH改为稀HSO作导电物质，则电极反应式为?摇?摇?摇?摇、?摇?摇?摇?摇。（1）和（2）的电池液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？
　　（3）如把H改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为?摇?摇?摇?摇、?摇?摇?摇?摇。如果用稀HSO作导电物质，则电极反应式为?摇?摇?摇?摇、?摇?摇?摇?摇。
　　分析：电解质溶液为碱性时，书写电极反应式可出现OH，但不能出现H；同样，电解质溶液为酸性时，书写电极反应式可出现H，但不能出现OH。
　　答案：（1）负极：2H+4OH－4e=4HO，正极：O+2HO+4e＝4OH。
　　（2）负极：2H－4e=4H；正极：O+4H+4e＝2HO。
　　（3）负极：CH+10OH－8e=CO+7HO；正极：O+2HO+4e＝4OH。
　　负极：CH+2HO－8e=CO+8H；正极：O+4H+4e＝2HO。
　　点评：解决此题的关键是理解原电池的有关概念，注意溶液环境（即酸性、碱性或中性），熟悉原电池电极反应式的一般书写方法。
　　
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