电化学电极反应式书写技巧

电化学电极反应式的书写一、原电池与电解池的区别装置有无外电源电极材料电极确定原电池化学能→电能无外电源活动性不同的金属或一种金属与非金属负极：电子流出一极（氧化反应）正极：电子流入一极（还原反应）电解池电能→化学能必有外电源可为惰性电极也可为活性电极阳极：与电源正极相连，电子流出一极阴极：与电源负极相连，电子流入一极二、原电池的电极反应和总反应1、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。2、注意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Al－Cu－NaHCO3溶液构成的原电池中，因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3－反应：Al3++3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑，故负极上发生的反应为：Al－3e－+3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑，而不是仅仅写为：Al－3e－=Al3+。二、原电池的电极反应和总反应3、若正极上的反应物是O2，要注意溶液中不存在O2－：酸性：O2+4H++4e-=2H2O碱性:O2+2H2O+4e-=4OH-4、若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。1．仅有一电极材料参加反应负极：正极：总反应：负极：正极：总反应：22222222ZneZnHeHZnHZnH222222242424222()FeeFeOeHOOHFeOHOFeOH2．两电极材料均参加反应负极：正极：22222()()FeNiOHOFeOHNiOH放电充电写出以下反应放电时的电极反应222222()22()2FeeOHFeOHNiOeHONiOHOH3．两电极材料均不参加反应酸性电解质：负极：2H2－4e－＝4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O碱性电解质负极:2H2－4e－＋4OH－＝4H2O正极:O2＋2H2O＋4e－＝4OH－练习：我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流，写出这种电池的电极材料、电极反应式及总反应式。322223()4124()3126124634()AlAleAlCOeHOOHAlHOOAlOH负极：正极：总反应式：练习：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极：2CO+2CO32--4e-＝4CO2正极：总反应：22232224222OCOeCOCOOCO练习：Li-SOCl2电池可用于心脏起博器｡该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2｡电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。写出这种电池的电极反应式。22444244LieLiSOCleClSSO负极：正极：练习：以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示，写出两个电极的电极反应式。612622222466246242412CHOeHOCOHOeHHO负极：正极：三、电解池的电极反应和总反应1、首先看阳极材料，如果阳极是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的阴离子放电。阳极：S2-＞SO32-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子＞F-阴极：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。注意：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。1．仅有一电极材料参加反应阳极：阴极：总反应：2222CueCuCueCuCuCu（粗铜）（精铜）2．两电极材料均参加反应阳极：阴极：22222()2()CdNiOOHHOCdOHNiOH放电充电已知某镍镉可充电电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行，请写出充电时的电极反应。2222()2222()22NiOHeOHNiOOHHOCdOHeCdOH3．两电极材料均不参加反应四、特殊情况电极反应式的书写1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变CuC阳极：Cu－2e－＝Cu2+阴极：2H+＋2e－＝H2↑Cu2+＋2e－＝Cu2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。例：将铜片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3中，写出两池的电极反应式。负极(Al)：2Al－6e-=2Al3+正极(Cu)：6H++6e-=3H2↑因为Al在浓HNO3中钝化负极（Cu）：Cu－2e-=Cu2+正极（Al）：2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2O但随着反应的进行，浓HNO3逐渐变稀，正极电极反应又有：NO3-+4H++3e-=NO↑+2H2O3、注意电解质溶液的酸碱性会引起电极反应的改变有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性，虽不会改变电池的正负极，但却改变了电极反应。例：用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲醇和氧气，形成甲醇燃料电池，试写出该电池的两极反应式。若将KOH溶液改为稀硫酸，其它条件不变，试写出该电池两极的电极反应式。碱性条件：2CH3OH＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O正极：3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－负极：2CH3OH－12e－＋16OH－＝2CO32－＋12H2O酸性条件：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O正极：3O2＋12e－＋12H＋＝6H2O负极：2CH3OH－12e－＋2H2O＝2CO2＋12H＋