原电池电极反应式的书写

电化学中电极反应式的书写技巧复习：氧化还原反应（本质：电子在反应物之间的转移）1．原电池正负极的判断一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证电极产物在电解质溶液的环境中，应稳定存在。列物质标得失看环境配守恒两式相加验总式1、列物质，标得失若两电极为金属电极，根据金属的活泼性判断出正负极。负极:失电子（发生氧化反应），生成阳离子，考虑该阳离子是否与电解质溶液反应。正极:溶液中阳离子得电子（发生还原反应）。再找出得失电子的数量。2、看环境配守恒负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；如：碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒，得失电子守恒等加以配平。3、两式相加验总式正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。例1:结合下图判断，下列叙述正确的是A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－====Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－==4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀(A)例2:写出镁、铝与电解质溶液组成的原电池，电极反应式。负极反应式：正极反应式：Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O6H2O+6e-=3H2↑+6OH-NaOH为电解质H2SO4溶液为电解质负极反应式：正极反应式：Mg－2e－＝Mg2+2H++2e－＝H2↑解析：当NaOH为电解质溶液时，因为Al能与NaOH反应，所以Al为负极，Mg为正极1、找出该原电池反应的方程式：2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑2、找出负极：Al3、分解负极行为：①首先，Al失去电子：Al－3e－＝Al3＋②考虑Al3＋能电解质NaOH溶液反应：Al3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2O则负极反应为①与②的加合：Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O4、正极反应由总反应减负极反应可得正极（Mg）：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-当H2SO4溶液为电解质时：因为Mg的活泼性大于Al，所以为Mg负极，Al为正极负极反应式：Mg－2e－＝Mg2+正极反应式：2H++2e－＝H2↑应用：燃料电池电极反应式的书写如：H2—O2燃料电池乙醇—氧气燃料电池电极：惰性电极（Pt、石墨、Au）。电解质溶液：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液；②碱性电解质溶液如：NaOH溶液；③熔融氧化物如：Y2O3;④熔融碳酸盐如：K2CO3等。燃料包含：可然性气体H2；烃如：CH4；醇如C2H5OH等具体书写方法：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+2H2O①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②①式+②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+4e－＝2CO32-。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负极反应式=电池的总反应式-电池正极反应式注意：总反应式和正极反应式转移电子相等时才能直接相减，否则，要先配平，再相减。1．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH--4e-==2H2O+O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置(B)2．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：A．H2＋2OH－＝2H2O＋2e－B．O2＋4H＋＋4e－＝2H2OC．H2－2e－＝2H＋D．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－(C)3．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H＋(aq)+4e－=2H2O(1)C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H＋(aq)+6e－D．O2(g)+2H2O(1)+4e－=4OH－(C)4、以甲烷和氧气组成的燃料电池，以KOH为电解质，负极反应式：；正极反应式：；总反应式：；以H2SO4溶液为电解质：负极反应式：；正极反应式：；总反应式：；CH4+10OH－+8e－==CO32－+7H2OO2+2H2O+4e－===4OH－CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2OCH4–8e－+２H2O==CO2+８H＋O2+４H＋+4e－===２H2OCH4+2O2===CO２+２H2O解析：甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以：总反应为：CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O。正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e－===4OH－。负极反应式=总反应式-正极反应式×２（得失电子相等）所以负极的电极反应式：CH4+10OH－+8e－==CO32+7H2O以H2SO4溶液为电解质：总反应为：CH4+2O2===CO２+２H2O正极的电极反应式为：O2+４H＋+4e－===２H2O。负极反应式=总反应式-正极反应式×２（得失电子相等）负极发生的反应：CH4–8e－+２H2O==CO2+８H＋正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。放电负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2充电：阴极：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-阳极：Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O写出甲烷燃料电池在固体电解质（高温下能传导O2-）下的电极反应式答案：正极反应：O2+4e-=2O2-负极反应：CH4+4O2---8e-=CO2+2H2O写出甲烷燃料电池在熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下的电极反应式正极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO32-负极反应式：CH4+4CO32--8e－=5CO2+2H2O小结一、简单原电池电极反应式的书写1.列物质标得失2.看环境配守恒3.两式相加验总式二：复杂原电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式并用双线桥分析第二步：先写简单级反应式（金属电池负极简单，燃料电池正极简单）第三步：总反应式--简单极反应式===另一极反应式•电极反应式书写要点负氧正还先总后分注意介质H2－O2燃料电池CO－O2燃料电池CH4－O2燃料电池CH3OH－O2燃料电池