❶ 怎樣書寫原電池正負極反應式 詳細一點,最好舉幾個例子
怎樣書寫原電池正負極反應式
初學原電池知識時,同學們對書寫原電池的電極反應式往往感到難以下手.其實掌握一定的方法和步驟就會使難度大大降低.
例如:已知以KOH為電解質的鋅錳干電池的總反應為:
Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,
試寫出其電極反應式.我們可以通過以下步驟完成該題:
1、利用氧化還原反應原理判斷分別在正負極上參與放電的物質,即含有化合價升高的元素的物質因失去電子而為負極反應物;含有化合價降低的元素的物質因得到電子而為正極反應物.據上述反應可知Zn由於由0價變為+2價為負極反應物,MnO2中錳元素由於由+4價變為+3價為正極反應物.
2、根據物質放電後生成物的組成和電解質溶液中存在的離子,找到電極反應中還需要的其它離子.此時要注意溶液的酸鹼性,從而判斷應該是H+、OH-還是H2O參與了反應.因Zn反應後生成了Zn(OH)2,而KOH為電解質,可知負極上OH—參與了反應.MnO2生成了MnO(OH),即增加了氫元素,可知正極上有水參與了反應.
3、根據電子守恆和電荷守恆寫出電極反應式,即要注意配平和物質的正確書寫形式,應按照離子方程式的書寫要求進行.上述反應的電極反應式為:
負極:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正極:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
(若只要求寫正極的反應式,也可以寫成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-)
4、檢查書寫是否正確,即兩電極反應式加起來應得到題目所給的總反應方程式(由此你想到了什麼?對,總反應式減去一極得失電子數正確的電極反應式就得到另一極的電極反應式)
練習:下列反應是常見化學電源的反應原理,試寫出各個電源的電極反應式:
(1)Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag(電解質溶液:KOH溶液)
(2)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(電解質溶液:硫酸)
(3)NiO(OH)+MH=NiO+M+H2O電解質溶液:KOH溶液)
(4)2H2+O2=2H2O(電解質溶液:KOH溶液)
(5)2CH3OH+3H2O+4OH-=2CO32-+6H2O(電解質溶液:KOH溶液)
答案:(1)負極:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正極:Ag2O+H2O+2e-=2OH-+2Ag
(2)負極:Pb+ SO42--2e-=PbSO4 正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
(3)負極:MH+OH--e-==M+H2O 正極:NiO(OH)+e-=NiO+ OH-
(4)負極:2H2+4OH--4e-=4H2O 正極:O2+2H2O +4e-=4OH-
(5)負極:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
正極:3O2+6H2O +12e-=12OH-
根據總反應式來書寫兩極的電極反應式只是原電池反應中很小的一部分內容,在各種題目中書寫電極反應式是最常見的要求,重要仔細分析其反應原理,准確定位兩極反應物後就可以按上述步驟進行書寫了.一般注意以下幾個方面:鐵鋁在濃硫酸或濃硝酸中會發生鈍化,即使與不活潑金屬構成原電池最終作正極;溶液的酸鹼性對物質性質的影響,如鎂、鋁在NaOH溶液或KOH溶液中構成原電池時,盡管鎂比鋁活潑但由於在鹼性溶液中鎂不反應而作正極;在酸性較弱或中性溶液中金屬一般發生吸氧腐蝕,如鋼鐵的吸氧腐蝕等;在書寫電極反應式時,酸性條件下可以用H+或H2O配平,鹼性條件下可以用OH-或H2O配平.
❷ 急!化學電極反應方程式的書寫!!!!
一、常見化學電源:(大體可分為三類)
1、燃料電池:
(1)氫氧燃料電池:2h2+o2=2h2o
當電解質溶液呈酸性時;
負極:2h2-4e-=4h+
正極:o2+4e-+4h+=2h2o
當電解質溶液呈鹼性時;電解質溶液為koh溶液,
負極:2h2-4e-+4oh-=4h2o
正極:o
2+4e-+2h2o=4oh-
(2)甲烷燃料電池:
用金屬鉑作電極,
用koh溶液作電解質溶液。
負極:ch4
+
10
oh-
-8e-==co3
2-
+7h2o
正極:2o2
+
4h2o
+8e-
==
8oh-
總反應式為:ch4
+
2o2
+2koh==k2co3+
3h2o
用酸液作電解質溶液
負極:ch4
+
2h2o
-
8e-
=
co2
+
8h+
正極:2o2
+
8h+
+
8e-
=
4h2o
總反應:ch4
+
2o2
=
co2
+
2h2o
(3)甲醇燃料電池:強鹼作為電解質溶液
負極:2ch4o
+
16oh-
-12e-==2co3
2-
+12h2o
正極:3o2
+
6h2o
+12e-
==
12oh-
總反應式為:2ch4o
+
3o2
+4oh-==2co3
2-
+
6h2o
(4)熔融鹽燃料電池:該電池用li2co3和的na2co3熔融鹽混合物作電解質,co為陽極燃氣,空氣與co2的混合氣為陰極助燃氣,負極:2co+2co3
2-
-4e-==4co2
正極:o2
+
2co2+4e-
==2co3
2-
總反應式為:2co
+o2
==2co2
(5)固體氧化物燃料電池:固體氧化鋯—氧化釔為電解質,這種固體電解質在高溫下允許o
2-在其間通過。
負極:2h2
+
2o2--4e-
=
2h2o
正極:o2
+4e-
=
2o
2-
總反應式為:2h2
+
o2
=
2h2o
2、蓄電池:
(1)鉛蓄電池:
pb和pbo2作電極材料,h2so4作電解質溶液。
負極:pb+so4
2-
-2e-
=
pbso4
正極:pbo2
+4h+
+
so4
2-
+2e-
=
pbso4+2h2o
總反應式為:pb+
pbo2+2h2so4==2pbso4+2h2o
(2)鹼性鎳—鎘電池
該電池以cd和nio(oh)
作電極材料,naoh作電解質溶液。
負極:cd+2oh--2e-
==cd(oh)2
正極:2nio(oh)+2h2o
+2e-==2ni(oh)2+2oh-
總反應式為:cd+2nio(oh)+2h2o==
cd(oh)2+2ni(oh)2
(3)氫鎳可充電池
負極:h2+2oh--2e-
==2h2o
正極:2nio(oh)+2h2o
+2e-==2ni(oh)2+2oh-
總反應式為:h2+2nio(oh)==
2ni(oh)2
3、一次性電池:
(1)鋅錳電池—干電池:
(-)zn︱koh︱mno2(+)
負極:zn
+
2oh-
-2e-
=
zn(oh)2
正極:2mno2
+
2h2o
+
2e
-
=
2mnooh
+
2oh-
總反應式為:zn+2mno2+2h2o
=
2mnooh
+
zn(oh)2
(2)銀鋅電池—鈕扣電池:
(-)zn︱koh︱ag2o(+)
負極:zn+2oh--2e-
=
zno+h2o
正極:ag2o+h2o+2e-=2ag+2oh-
總反應式為:zn+
ag2o
=
zno+2ag
(3)鋰電池:
鋰亞硫醯氯電池(li-socl2):8li+3socl2=6licl+li2so3+2s
負極:
;
正極:
。
(4)海水鋁電池
「鋁-空氣-海水」
負極:4al-12e-
==4al
3+
正極:3o2+4h2o+8e-==8oh-
總反應式為:4al+3o2+6h2o==4al(oh)3
二、電極反應式的書寫
1、准確判斷原電池的正負極
(1)銅片和鋁片同時插入濃硝酸中
負極:cu-2e-
==cu
2+
正極:2no3-+4h
+
+2e-==2no2+2h2o
(2)鎂鋁合金放入6mol/l的naoh溶液中
負極:2al+8oh—6e-==2alo2-
+4h2o
正極:6h2o+6e-==3h2+6oh-
2、高度注意電解質的酸鹼性
在正、負極上發生的電極反應不是孤立的,它往往與電解質溶液緊密聯系。
在鹼溶液中,不可能有h+
出現,在酸溶液中,也不可能出現oh-。
又如ch4、ch3oh等燃料電池,在鹼溶液中c元素以co32-離子形式存在,而不是放出co2。
3、牢牢抓住總的反應方程式
只要知道總反應方程式和其中的一個電極反應式,即可迅速寫出另一個電極反應式。
❸ 化學電源 的電極方程式怎麼書寫
1.干電池
(1)鋅錳干電池 負極: 鋅片(鋅皮)
正極: MnO2、石墨棒(碳棒)
電解質:NH4Cl 、ZnCl2 、澱粉
電極反應 :
負極:Zn — 2e- = Zn2+
正極:MnO2 + 2 NH4+ +2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
總反應: Zn + MnO2 + 2 NH4+ → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
電池符號 Zn│ZnCl2、NH4Cl│MnO2,C
鹼性鋅錳電池: Zn│ZnCl2、 KOH│MnO2,C
電壓:1.5v
(2)鋅汞電池
負極: Zn(汞齊)
正極: HgO、碳粉
電解質: 飽和ZnO 、KOH糊狀物
電極反應 :
負極:Zn (汞齊) + 2OH-→ ZnO + H2O + 2e-
正極:HgO + H2O +2e- → Hg +2OH-
總反應:Zn (汞齊) + HgO → ZnO + Hg
電池符號:Zn (汞齊)│ KOH (糊狀,含飽和ZnO) │HgO(C)
電壓:1.34v
2.蓄電池
(1)鉛蓄電池
負極:Pb-Sb格板中填充海綿狀Pb
正極:Pb-Sb格板的孔穴中填充PbO2
電解質:稀硫酸(30% 密度:1.2~1.3g.cm-3)
放電時的電極反應
負極 (Pb極): Pb + SO42- = PbSO4+ 2e- (氧化)
正極(PbO2極):PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O(還原)
總反應: PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2 PbSO4 + 2H2O
充電時的電極反應
負極 (Pb極):PbSO4+ 2e- = Pb + SO42-
正極(PbO2極):PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-
總反應:2 PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4
充電、放電反應可寫為:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2 PbSO4 + 2H2O
電動勢:2.0v
(2) 鹼性蓄電池(日常生活中使用的充電電池)
Ni—Cd電池 Cd │ KOH (20%) │NiO(OH)
電池反應: Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2
Ni—Fe電池 Fe │ KOH (30%) │NiO(OH)
電池反應: Fe + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni (OH)2 + Fe (OH)2
4.3.3新型燃料電池和高能電池
(1)燃料電池
還原劑(燃料): H2 聯氨(NH2-NH2) CH3OH CH4——負極
氧化劑 : O2 空氣——正極
電極材料: 多孔碳、多孔鎳,Pt Pd Ag等貴金屬(催化劑)
電解質: 鹼性、酸性、固體電解質、高分子等
鹼性氫—氧燃料電池
負極(燃料極)——多孔碳或多孔鎳(吸附H2)
正極(空氣極)——多孔性銀或碳電極(吸附O2)
電解液——30%KOH溶液,置於正負極之間。
電池符號: (C)Ni│H2 │KOH (30%) │O2│Ag (C)
電池反應: 負極 2H2 + 4OH- = 4H2O + 4e- (氧化)
正極 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- (還原)
總反應 2H2 + O2 = 2H2O
電動勢:1.229v
(2) 高能電池——具有高「比能量」和高「比功率」的電池
比能量、比功率——按電池的單位質量或單位體積計算的電池所能提供的電能和功率。
鋰電池 EΘ(Li+/Li) = -3.04v
Li—MnO2非水電解質電池 :
負極——片狀金屬Li
正極——MnO2
電解質——LiClO4 + 混合有機溶劑(碳酸丙烯脂+二甲氧基乙烷)
隔膜——聚丙烯
電池符號: Li│LiClO4│MnO2 │C
電池反應:
負極: Li = Li+ + e-
正極: MnO2 + Li+ + e- = LiMnO2
總反應: Li + MnO2 = LiMnO2
電池的電動勢:2.69v