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原电池电极反应式书写一、总模式: 负极:还原剂,失电子发生氧化反应(一般通式:M Mn+ + ne-) 正极:氧化剂,得电子发生还原反应(一般通式:N + me- Nm-)二、规则: 三大守恒规律:电荷守恒 电子守恒 质量守恒正负极得失电子相等(负失正得)用“”不用“”,气体用“”,沉淀不用“”两式相加后电子必须抵消三、书写步骤:1、判断电池的正负极方法:利用电极材料 电极现象 电子流向 电流流向 放电物质 离子流向等判断正负极2、列物质 标得失 找出氧化剂 还原剂 并标出化合价变化 确定得失电子的物质3、选离子 配电荷 根据电解质溶液环境确定生成的离子和参与反应的离子 并配电荷 4、巧用水,配平式若需要水,则在两式的左边或右边加上H2O以获得H+ 或 OH-5、两式加,验总式四、注意点: (1)电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应式的一切规则(如“拆”、“平”) (2)负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在碱性溶液中以CO32-形式存在); (3)氧气(氧原子得电子生成O2-)溶液中不存在O2-,在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与H2O结合成OH-。(4)两极反应相加得到总反应,总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。(5)若正负极的产物会同所处的电解质溶液反应的话,则必须考虑产物同电解质溶液的反应。即电极反应的产物必须能稳定地存在与电解质溶液中。比如:银做负极失去电子Ag-e-Ag+ ,如果溶液中含有Cl-,Cl- 与生成的Ag+反应,则电极反应变为Ag-e-+Cl-AgCl,再如:铅蓄电池中,铅做负极失去电子变成Pb2+,溶液中有SO42-,与子反应生成硫酸铅:Pb2+ -2e-+SO42-Pb SO4。 五。.燃料电池电极反应式的书写 电极:惰性电极。燃料包含:H2;烃如:CH4;醇如:C2H5OH等。电解质包含:酸性电解质溶液如:H2SO4溶液;碱性电解质溶液如:NaOH溶液;熔融氧化物如:Y2O3;熔融碳酸盐如:K2CO3等。第一步:写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。如氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O;甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应为:CH4+2O2=CO2+2H2O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 式+式得燃料电池总反应为:CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O第二步:写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况:(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H+4e-=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式:O2+4e-=2O2-(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O2+2CO2+4e2CO。第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应,有:电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物O2。以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法:1、酸性条件燃料电池总反应:CH4+2O2=CO2+2H2O 燃料电池正极反应:O2+4H+4e-=2H2O -2,得燃料电池负极反应:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+2、碱性条件燃料电池总反应:CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O 燃料电池正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH- -2,得燃料电池负极反应:CH4+10OH-8e-=CO+7H2O3、固体电解质(高温下能传导O2-)燃料电池总反应:CH4+2O2=CO2+2H2O 燃料电池正极反应:O2+4e-=202- -2,得燃料电池负极反应:CH4+4O2-8e-=CO2+2H2O4,熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电池总反应:CH4+2O2CO2+2H2O。正极电极反应式:O2+2CO2+4e2CO。电池总反应-正极电极反应式得负极反应式:CH4+4CO-8e=5CO2+2H2O 1。 设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一,最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的 ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-,回答如下问题:(1) 以丁烷代表汽油,这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是:。(2) 这个电池的正极发生的反应是:,负极发生的反应是:,固体电解质里的O2-的移动方向是:,向外电路释放电子的电极是:。(3) 人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是什么?。(4)汽油燃料电池最大的障碍是氧化不完全产生堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,这正是新一代化学家的历史使命。2.目前人们正在研究一种高能电池钠硫电池,它是以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的-Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式如下:2Na + xS Na2Sx,以下说法正确的是:(CD)A放电时钠作正极,硫作负极; B充电时钠极与外电源的正极相连,硫与外电源的负极相连C充电时,阳极发生的反应为:Sx2- - 2e = x S D放电时钠极发生氧化反应 32006年,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(C) A、左边为该电池的负极 B、该电池可在高温环境下使用 C、该电池负极反应为:H22e2H+ D、该电池正极反应为O24e2O2 4。三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是(CD)A 可用铁作阳极材料B 电解过程中阳极附近溶液的pH升高C 阳极反应方程式为:2Cl2eCl2D 1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电极a外电路电极b固体氧化物燃料气接触面空气或氧气电极b排放气剩余燃料气 5.固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质,其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是(D) 固体氧化物燃料电池的工作原理示意图A.电极b为电池负极,电极反应式为O2+4e =2O2B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C.若H2作为燃料气,接触面上发生的反应为:H2+2OH4e=2H+2H2OD.若C2H4作为燃料气,接触面上发生的反应为:C2H4+6O212e=2CO2+2H2O 6、CuI是一种不溶于水的白色固体,它可以由反应:2Cu2+4I=2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久,阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈蓝色。对阳极区溶液呈蓝色的正确解释是 ( C )A、2I2e-=I2 碘遇淀粉变蓝B、Cu2e-=Cu2 Cu2 显蓝色 C、2Cu+4I-4e-=2CuI+I2 碘遇淀粉变蓝D、4OH 4e-=2H2O+O2 O2将I-氧化为I2,碘遇淀粉变蓝7、 有一种锂电池,用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S,已知亚硫酰氯和AlCl36H2O混合共热蒸干,可制得无水AlCl3,则下列叙述正确的是 ( BD )A电解质溶液中混入水,对电池反应无影响B金属锂作电池的负极,石墨作电池的正极C电池工作过程中,SOCl2 被还原为Li2SO3D电池工作过程中,负极消耗锂与正极区析出的S的质量之比为7:88、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH,下列叙述不正确的是( c)A放电时负极反应为:Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为:Fe(OH)33e5OHFeO424H2OC放电时每转移3mol电子,正极有1mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强 9. Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极反应式为:2 Li+ + FeS + 2e- = Li2S + Fe有关该电池的下列说法中,正确的是 ALi-Al在电池中作为负极材料,该材料中的Li化合价为+1价 B该电池的电池反应式为:2Li+FeS=Li2S+Fe C负极的电极反应式为:Al-3e-=Al3+ D充电时,阴极发生的电极反应式为: Li2S+Fe-2e-=2Li+FeS 10 用Al单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式:_。11、 写出铅蓄电池(铅、二氧化铅、硫酸)放电时的电极反应式。 12、 以铝材为阳极,在H2SO4 溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为 。 13(4)储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的材料。如镧镍合金,它吸收氢气可结合成金属氢化物,其化学式可近似地表示为LaNi5H6 (LaNi5H6中各元素化合价均可看作是零),它跟NiO(OH)可组成镍氢可充电电池: 该电池放电时,负极反应是 。 14 E和M均为生活中常见的金属元素。现有如下反应关系:负载电极a电极b A BXY
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