电极反应式书写一般原则.doc
文本预览下载声明
电极反应式书写的一般原则
陕西省陇县中学 721200 魏芳年
在电化学中电极反应式的书写一般要根据原电池,电解池工作原理入手。即原电池:负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。整个过程中得失电子守恒。按一般思路为:确定电极,再考虑电解质中阴阳离子的流动情况,排出各极周围微粒放电顺序,写出电极反应式。但对学生而言,难以理解和掌握,所以不妨教给书写的一般原则,便于学生理解和应用。现将书写的一般原则归纳如下:
一 加和性原则
根据得失电子守恒,总反应式应是两个电极反应式之和,若已知一个电极反应式,可用总反应式减去一个已知电极反应式得出另一个电极反应式。
例1:熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而可用li2CO3和Na2CO3的 熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合物混合物为阴极燃气,制得650oC工作的燃料电池,完成有关的电极反应式:
阳极反应式:2CO+ 2 CO32- = 4CO2+4e-
阴极反应式:O2+2 CO2+4e-= 2CO32-
总反应式:2CO+ O2=2 CO2
解析:采用逆向思维,由题意知:阳极气体和阴极气体反应生成CO2,而CO2又不与li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物反应,所以,总反应式:2CO+ O2=2 CO2,根据加和性原则,用总反应式减去阳极电极反应式得出阴极电极反应式:
O2+2 CO2+4e-= 2CO32-
二 能否共存原则
电极反应式的书写必须考虑介质环境,因为物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同.
例2:已之原电池总反应式为: CH4+2O2=CO2+2H20
电解质溶液为KOH溶液
电解质溶液为H2SO4溶液
分别写出该原电池的电极反应式
解析:根据原电池总反应式可知:在反应中CH4被氧化,O2被还原,则CH4应在负极参加反应,O2应在正极参加反应,又根据能否共存原则:在碱性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+存在.
故负极反应式为:CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O
正极反应式为:2O2+4H20+8e-=8OH-
若电解质溶液为酸性溶液,根据能否共存原则,不可能有OH-参加反应或生成.
负极反应式为:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
正极反应式为:202+8H++8e_=4H2O
三 加氧失氧原则
1 加氧时就在反应物中加OH―或H2O
a 在中性或碱性溶液中加OH- (2OH―=H20+O2-)
例3:"纽扣"电池以KOH溶液为电解质溶液,其总反应式:
Zn+2Ag2O+H20=2Ag+Zn(OH)2,根据加氧原则,负极反应式为:
Zn+2OH――2e-=Zn(OH)2
b 在酸性溶液中加H20 (H20=2H++O2-)
例4:铅蓄电池以 H2SO4为电解质溶液,其充电时,总反应式为:
2PbSO4+2H20=Pb+PbO2+2H2SO4
其阳极反应式:PbSO4+2H20-2e-=PbO2+SO42-+4H+
2失氧时在反应物中加H20和H+
A :在中性或碱性溶液中加H20或H+ (H20+O2-=2OH―)
例5:如"纽扣"电池(碱性):正极反应式为:2Ag2O+H20+2e_=2Ag+2OH―
B: 在酸性溶液中加H+ (2H++O2-=H20)
例6: 铅蓄电池在放电时的总反应式为:
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H20
其正极反应式为:PbO2+SO42-+4H++2e_=PbSO4+2H20
四 中性吸氧反应生碱原则
例6:1991年,我国首创以AI,空气,海水为原料组成的新型电池,用作航海标志灯.这种海水电池的能量比干电池高20-50倍,试写出该电池的电极反应式.
解析:此电池是在海水中性环境中通过AI吸氧而建立起来的,
其负极反应式为:AI-3e_=AI3+
正极反应式为:2H20+02+4e_=4OH―
(说明银锌电池,铁的吸氧腐蚀等都符合该原则)
五:自发性原则
如果以较活泼金属(金属活动顺序表中H以前的)作原电池的电极材料,一般以能自发地与电解质溶液起反应的电极材料作负极,如果正负极材料都能电解质溶液起反应,则较较活泼金属材料作负极.
例7:Mg和AI用导线连接后分别平行插入到不同的电解质溶液中均能形成原电池,请写出电解质溶液为(1)稀H2SO4,(2)浓NaOH溶液时的电极反应式为
解析:电解质为稀H2SO4时: Mg和Al都能与稀H2SO4反应,但Mg比AI活泼,所以,, Mg作负极, AI作正极,电极反应式为:
负极: Mg-2e-=Mg2+ 正极: 2H++2e_=H2
:电解质为浓NaOH溶
显示全部