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文檔簡介

專項突破—電極反應式書寫技巧電化學中電極反應式的書寫基本是高考的必考題型之一,如何解決這一難題,應尊遵循以下思路:(1) 明確寫的是何種電極的反應式(2) 明確該電極的放電微粒和放電后的產物:在確定放電微粒時要嚴格遵循題目要求。(3) 利用化合價的變化確定得失電子數(4) 先利用電荷守恒,后利用原子守恒并結合電解質溶液的環境(酸性、堿性、中性等)確定電極反應式中的所缺微粒。(一)原電池中電極反應式的書寫1、 先確定原電池的正負極,列出正負極上的反應物質,并標出相同數目電子的得失。2、 注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式;若正極上的反應物質是02,且電解質溶液為中性或堿性,則水必須寫入正極反應式中,且02生成0H-,若電解質溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應式中,02生成水。3、 正負極電極反應式在得失電子數目相同時相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式,可先寫出較易書寫的書寫電極反應式,然后在電子守恒的基礎上,總反應式減去較易寫出的書寫電極反應式,即得到較難寫出的書寫電極反應式?!镜湫屠}】用金屬鉑片插AKOH溶液中作電極,在兩極上分別通入甲烷和氧氣,形成甲烷一氧氣燃料電池,該電池反應的離子方程式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,試寫出該電池的兩極反應式。解析:從總反應式看,O2得電子參與正極反應,在堿性性溶液中,O2得電子生成OH-,故正極反應式為:2O2+4H2O+8e-=8OH-。負極上的反應式則可用總反應式減去正極反應式(電子守恒)得CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O?!緦n}練習】燃料電池是燃料(如CO,h2,ch4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置,電解質溶液是稀硫酸溶液,在甲烷燃料電池中:負極反應式為,正極反應式為:。(二)、電解池中電極反應式的書寫1、 首先看陽極材料,若陽極是活潑電極(金屬活動順序表Ag以前的金屬,金屬活動順序由強到弱:鉀〉鈣〉鈉〉鎂〉鋁〉鈹〉錳〉鋅〉鐵〉鉆〉鎳〉錫〉鉛〉(氫)〉銅〉汞〉銀〉鉑〉金。),則應是陽極失電子,陽極不斷溶解,溶液中的陰離子不能失電子。2、 若陽極是惰性電極(Pt、Au、石墨),則應是電解質溶液中的離子放電,應根據離子的放電順序進行書寫書寫電極反應式。陽極(惰性電極)發生氧化反應,陰離子失去電子被氧化的順序為:S2->SO32->I->Br->Cl->OH->水電離的OH->含氧酸根離子〉F-。陰極發生還原反應,陽離子得到電子被還原的順序為:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸電離出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水電離出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。(注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被還原,這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態鹽或氧化物而制得)?!镜湫屠}】寫出用石墨作電極電解飽和食鹽水的電極反應式。解析:由于電極材料為石墨,是惰性電極,不參與電極反應,則書寫電極反應式的書寫只考慮溶液中的離子放電順序即可。移向陽極的陰離子有Cl-和水電離出的OH-,但在陽極上放電的是Cl-;移向陰極的陽離子有Na+和水電離出的H+,但在陰極上放電的是H+。所以上述電解池的電極反應為:陽極:2Cl—2e-=Cl2f陰極:2H++2e-=H2f或2H2O+2e-=H2T+2OH-?!咀兪接柧殹咳魧⑸鲜鍪姌O改成銅作電極,試寫出電解飽和食鹽水的書寫電極反應式。解析:由于電極材料為Cu,是活潑電極,銅參與陽極反應,溶液中的陰離子不能失電子,但陰極反應仍按溶液中的陽離子放電順序書寫。該電解池的電極反應為:陽極:Cu—2e-=Cu2+陰極:2H++2e-=H2f或2H2O+2e-=H2f+2OH-。(注:陽極產生的Cu2+可與陰極產生的OH-結合成Cu(OH)2沉淀,不會有Cu2+得電子情況發生。)【專項練習】某同學利用下圖所示方法制取一定濃度的雙氧水請回答下列問題:電解KHSO4飽和溶液時,陽極的電極反應式為(三)、可充電電池電極反應式的書寫對可充電電池充電和放電兩過程認識:放電是原電池反應,充電是電解池反應。根據題中所給總反應式,寫出原電池總反應式和電解池總反應式。對可充電電池電極極性和材料的判斷:判斷電池放電時電極極性和材料,可先標出放電(原電池)總反應式電子轉移的方向和數目,失去電子的一極為負極,該物質即為負極材料;得到電子的一極為正極,該物質即為正極材料。若判斷電池充電時電極極性和材料,方法同前,失去電子的一極為陽極,該物質即為陽極材料;得到電子的一極為陰極,該物質即為陰極材料??沙潆婋姵仉姌O反應式的書寫方法:書寫可充電電池電極反應式,一般都是先書寫放電的電極反應式。書寫放電的電極反應式時,一般要遵守三步:第一,先標出原電池總反應式電子轉移的方向和數目,指出參與負極和正極反應的物質;第二,寫出一個比較容易書寫的電極反應式(書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存);第三,在電子守恒的基礎上,總反應式減去寫出的電極反應式即得另一電極反應式。充電的電極反應與放電的電極反應過程相反,充電的陽極反應為放電正極反應的逆過程,充電的陰極反應為放電負極反應的逆過程。4.對可充電電池某電極是發生氧化還是還原反應及某元素被氧化還是被還原的判斷:根據電極反應式進行分析,放電(原電池)的負極及充電(電解池)的陽極均失去電子,發生了氧化反應,其變價元素被氧化;放電(原電池)的正極及充電(電解池)的陰極均得到電子,發生了還原反應,其變價元素被還原。對溶液中離子的移動方向判斷:放電時,陰離子移向負極,陽離子移向正極;充電時,陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。可充電電池充電時與電源的連接:可充電電池用完后充電時,原電池的負極與外電源的負極相連,原電池的正極與外電源的正極相連?!镜湫屠}】鉛蓄電池是典型的可充型電池,它的正負極格板是惰性材料,電池總反應式為:Pb+PbO+2HSO些蘭2PbSOd+2HO2 24充電 42請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):⑴放電時:正極的電極反應式是 電解液中H2SO4的濃度將變;當外電路通過1mol電子時,理論上負極板的質量增加g。⑵在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按右圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成、B電極上生成,此時鉛蓄電池的正負極的極性將。解析:⑴解析:因為放電為原電池反應:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。Pb失電子發生負極反應,產生的Pb2+在H2SO4溶液中結合SO42-生成難溶于水的PbSO4,故其負極反應式為:Pb+SO42-—2e-=PbSO4。由電子守恒可知,其正極反應式為總式減去負極反應式:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O。充電為電解池反應,其電極反應式書寫是這樣的,陰極反應式為原電池負極反應式的逆反應,即PbSO4+2e-=Pb+SO42-;陽極反應式為原電池正極反應式的逆反應,即PbSO4+2H2O—2e-=PbO2+SO42-+4H+。根據總反應式H2SO4的濃度會不斷減小,所以應定期補充H2SO4。根據負極反應:Pb+SO42——2e-=PbSO4,可知,每轉移2mol電子,負極板增加1mol的質量,因為負極板由Pb變為PbSO4,故外電路通過1mol電子時,理論上負極板的質量增加48g。⑵當外加電源后,鉛蓄電池變成了電解池,A極為陰極,電極反應式為:PbSO4+2e-=Pb+SO42-,B極為陽極,電極反應式為:PbSO4+2H2O—2e-=PbO2+4H++SO42-。這樣,A電極上生成Pb,B電極上生成PbO2,此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換?!緦n}練習】1.LiFePO4電視具有穩定性高、安全、對環境友好等優點,可用于電動汽車。電池反應為:FePO+Li LiFePO,電池的正極材料是LiFePO,負極4充電 4 4材料是石墨,電解質為含Li+的導電固體。負極反應式為,正極反應式為:。高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為:3Zn+2KFeO+8HOFT~3Zn(OH)+2Fe(OH)2 4 2 2 3+4KOH,負極反應式為,正極反應式為:。某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極,嵌入鋰的碳材料為負極,含Li+導電固體為電解質。放電時的電池反應為:Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是()A.放電時,LiMn2O4發生氧化反應

放電時,正極反應為:Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4充電時,LiMn2O4發生氧化反應充電時,陽極反應為:Li++e-=Li【課后練習】1、鋰離子電池已成為新一代實用化的蓄電池,該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為:負極反應:C6Li—xe-=C6Li]_x+xLi+(C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料)正極反應:Li1—xMO2+xLi++xe-=LiMO2(LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物)下列有關說法正確的是( )鋰離子電池充電時電池反應為CLi+LLMO=LiMO+CLi16 1—x2 2 6 1—x電池反應中鋰、鋅、銀、鉛各失1mol電子,金屬鋰所消耗的質量最小質子膜(只允許H+通過)。鋰離子電池放電時電池內部Li+質子膜(只允許H+通過)。鋰離子電池充電時陰極反應為C6Li1—x+xLi++xe=C6Li2、有學者設想以右圖所示裝置用電化學原理將CO2、SO2轉化為重要化工原料。A為CO2,B為H2,C為CH3OH,則正極電極反應式為碘酸鉀在工業上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極,以KI溶液為電解液,在一定條件下電解,

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