原电池和电解池的电极反应式写法

1原电池和电解池的电极反应式写法1.原电池这种电池往往是以我们学过的一些基础的氧化还原反应为基础。一般情况下，负极往往是活泼金属，如Mg、Al、Fe等，则负极反应一般由负极金属失去电子变成金属阳离子。如Mg-2e-=Mg2+，Cu-2e-=Cu2+，Fe-2e-=Fe2+，注意不能写成Fe-3e-=Fe3+。Al失电子后变为Al3+，但碱性介质中，Al3+将继续和OH-反应，电极反应式中要注意写上该反应。如Mg-Al-NaOH溶液构成的电池，负极反应式应写成Al-3e-+4OH-=AlO2—+2H2O。大概的分工就是，原电池本质是一个自发的氧化还原反应，在组成构形图时，每个部分都有分工，负责反应的一般是负极材料和溶液中的离子，导线负责传递负极流出来的电子，引导电子流向正极表面，然后正极表面的电子吸引溶液中离子（一般是溶液中的阳离子），使其在正极表面得到电子，形成一个完整的闭合回路。正极反应有以下几种情况：（1）电解质溶液是不活泼金属的盐溶液，此时正极反应一般为溶液中的不活泼金属阳离子(如Ag+、Cu2+、Hg2+)得到电子生成相应的金属单质。（2）电解质溶液中含强氧化性金属阳离子如Fe3+，此时正极反应一般是Fe3++e-=Fe2+，不能写为Fe3++3e-=Fe。（3)电解质是非氧化性酸如稀盐酸、稀硫酸，此时正极反应为2H++2e-=H2↑。（4）电解质是活泼金属的盐溶液，如NaCl、K2SO4、NaNO3等，此时应由溶液中的O2得电子，而不是水中的H+得电子。在原电池中，水中的H+很少得电子。（5）电解质是氧化性酸如浓、稀硝酸。此时，若是稀硝酸，正极反应为NO3—+3e-+4H+=NO↑+2H2O；若是浓硝酸，正极反应为NO3—+e-+2H+=NO2↑+H2O。(书写时，得电子数目=化合价降低的值×原子个数；抓住O守恒，多余的O结合H+变成水)2.燃料电池燃料电池本质依然是个原电池，负极是燃料，正极一般是氧气或者空气。（1）氢氧燃料电池：负极2正极（2）有机物燃料电池负极的电极反应式书写规律①有机物中碳元素的化合价用平均价态，根据H(+1)、O(-2)，正、负化合价代数和为0进行计算。化合价升高的数值表示一个碳原子失去电子的数目，失电子总数=化合价变化值×碳原子个数。②有机物被氧化到+4价的碳的化合物，若是酸性、熔融氧化物或碳酸盐介质，则被氧化成CO2；若是碱性介质，则CO2继续反应生成CO32—或HCO32—。如葡萄糖燃料电池。C6H12O6中碳元素为0价，升高到+4价，化合价升高了4，1个碳原子失去4个电子，1个葡萄糖分子中共有6个碳原子，共失去24个电子。若是碱性介质，则电极反应式为C6H12O6-24e-+OH-=CO32—+H2O，根据碳守恒，CO32—前面配6，根据电荷守恒，OH-前面配36，根据H守恒，H2O前面配24，检查O是否守恒。即可得到电极反应式为C6H12O6-24e-+36OH-=6CO32—+24H2O。若是酸性介质，则被氧化成CO2，CO2中多余的O由H2O来提供，则C6H12O6-24e-+H2O=6CO2+H+，根据O守恒，H2O前面配6，根据电荷守恒，H+前面配24，检查H是否守恒。即可得到电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+。若是熔融金属氧化物介质，则被氧化成CO2，CO2中多余的O由O2-来提供，则C6H12O6-24e-+O2-=6CO2+H2O，根据电荷守恒，O2-前面配12，根据H守恒，H2O前面配6，检查O是否守恒。即可得到电极反应式为C6H12O6-24e-+12O2-=6CO2↑+6H2O。4.电解池总反应方程式的书写(1)用惰性电极电解某些溶液时(如饱和食盐水、AgNO3溶液等)，当电解液中H+或OH-放电时，在电极反应式中直接写2H++2e-=H2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑，但在总反应式中一定要写成H2O，当H+放电时生成H2同时生成OH-，当OH-放电时生成O2同时生成H+。(2)阳极材料不同，总反应方程式可能不同。如3(3)还要注意电解质溶液中未参与放电的离子是否可与放电后生成的离子发生反应。如(4)要注意电解质是溶液还是熔融状态如记住：做题前，先判定该题是原电池还是电解池内容，然后才去思考所相应的内容和规律。例1.(1)以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图1所示。电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为。图1(2)利用电解原理可将NO还原为N2，装置见图2，高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，金属钯薄膜作电极。钯电极A为极，电极反应式为。图2图34(3)脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。离子膜电解法：利用硫酸钠溶液吸收SO2，再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出，经过滤分离硫黄后，可循环吸收利用，装置如图3所示，则阴极的电极反应式为，阳极产生气体的化学式为。解析：(1)b电极与电源的负极相连为阴极，该极通入了CO2，故在该电极上CO2得电子后结合迁移过来的H+生成乙烯，电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。(2)因为A电极上NO得电子后结合进入的H+生成N2，故A电极为阴极，电极反应式为2NO+4H++4e-=N2+2H2O。(3)由于阴极生成了硫黄，则在阴极上SO2得电子后结合H+生成单质硫的同时生成了H2O，电极反应式为SO2+4H++4e-=S↓+2H2O；在阳极上只能OH-失电子生成O2，故产生的气体为O2。答案：(1)2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O(2)阴2NO+4H++4e-=N2+2H2O(3)SO2+4H++4e-=S↓+2H2O(或H2SO3+4H++4e-=S↓+3H2O)O2