❶ 怎样书写原电池正负极反应式 详细一点,最好举几个例子
怎样书写原电池正负极反应式
初学原电池知识时,同学们对书写原电池的电极反应式往往感到难以下手.其实掌握一定的方法和步骤就会使难度大大降低.
例如:已知以KOH为电解质的锌锰干电池的总反应为:
Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,
试写出其电极反应式.我们可以通过以下步骤完成该题:
1、利用氧化还原反应原理判断分别在正负极上参与放电的物质,即含有化合价升高的元素的物质因失去电子而为负极反应物;含有化合价降低的元素的物质因得到电子而为正极反应物.据上述反应可知Zn由于由0价变为+2价为负极反应物,MnO2中锰元素由于由+4价变为+3价为正极反应物.
2、根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子,找到电极反应中还需要的其它离子.此时要注意溶液的酸碱性,从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应.因Zn反应后生成了Zn(OH)2,而KOH为电解质,可知负极上OH—参与了反应.MnO2生成了MnO(OH),即增加了氢元素,可知正极上有水参与了反应.
3、根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式,即要注意配平和物质的正确书写形式,应按照离子方程式的书写要求进行.上述反应的电极反应式为:
负极:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
(若只要求写正极的反应式,也可以写成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-)
4、检查书写是否正确,即两电极反应式加起来应得到题目所给的总反应方程式(由此你想到了什么?对,总反应式减去一极得失电子数正确的电极反应式就得到另一极的电极反应式)
练习:下列反应是常见化学电源的反应原理,试写出各个电源的电极反应式:
(1)Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag(电解质溶液:KOH溶液)
(2)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(电解质溶液:硫酸)
(3)NiO(OH)+MH=NiO+M+H2O电解质溶液:KOH溶液)
(4)2H2+O2=2H2O(电解质溶液:KOH溶液)
(5)2CH3OH+3H2O+4OH-=2CO32-+6H2O(电解质溶液:KOH溶液)
答案:(1)负极:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正极:Ag2O+H2O+2e-=2OH-+2Ag
(2)负极:Pb+ SO42--2e-=PbSO4 正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
(3)负极:MH+OH--e-==M+H2O 正极:NiO(OH)+e-=NiO+ OH-
(4)负极:2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O +4e-=4OH-
(5)负极:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
正极:3O2+6H2O +12e-=12OH-
根据总反应式来书写两极的电极反应式只是原电池反应中很小的一部分内容,在各种题目中书写电极反应式是最常见的要求,重要仔细分析其反应原理,准确定位两极反应物后就可以按上述步骤进行书写了.一般注意以下几个方面:铁铝在浓硫酸或浓硝酸中会发生钝化,即使与不活泼金属构成原电池最终作正极;溶液的酸碱性对物质性质的影响,如镁、铝在NaOH溶液或KOH溶液中构成原电池时,尽管镁比铝活泼但由于在碱性溶液中镁不反应而作正极;在酸性较弱或中性溶液中金属一般发生吸氧腐蚀,如钢铁的吸氧腐蚀等;在书写电极反应式时,酸性条件下可以用H+或H2O配平,碱性条件下可以用OH-或H2O配平.
❷ 急!化学电极反应方程式的书写!!!!
一、常见化学电源:(大体可分为三类)
1、燃料电池:
(1)氢氧燃料电池:2h2+o2=2h2o
当电解质溶液呈酸性时;
负极:2h2-4e-=4h+
正极:o2+4e-+4h+=2h2o
当电解质溶液呈碱性时;电解质溶液为koh溶液,
负极:2h2-4e-+4oh-=4h2o
正极:o
2+4e-+2h2o=4oh-
(2)甲烷燃料电池:
用金属铂作电极,
用koh溶液作电解质溶液。
负极:ch4
+
10
oh-
-8e-==co3
2-
+7h2o
正极:2o2
+
4h2o
+8e-
==
8oh-
总反应式为:ch4
+
2o2
+2koh==k2co3+
3h2o
用酸液作电解质溶液
负极:ch4
+
2h2o
-
8e-
=
co2
+
8h+
正极:2o2
+
8h+
+
8e-
=
4h2o
总反应:ch4
+
2o2
=
co2
+
2h2o
(3)甲醇燃料电池:强碱作为电解质溶液
负极:2ch4o
+
16oh-
-12e-==2co3
2-
+12h2o
正极:3o2
+
6h2o
+12e-
==
12oh-
总反应式为:2ch4o
+
3o2
+4oh-==2co3
2-
+
6h2o
(4)熔融盐燃料电池:该电池用li2co3和的na2co3熔融盐混合物作电解质,co为阳极燃气,空气与co2的混合气为阴极助燃气,负极:2co+2co3
2-
-4e-==4co2
正极:o2
+
2co2+4e-
==2co3
2-
总反应式为:2co
+o2
==2co2
(5)固体氧化物燃料电池:固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许o
2-在其间通过。
负极:2h2
+
2o2--4e-
=
2h2o
正极:o2
+4e-
=
2o
2-
总反应式为:2h2
+
o2
=
2h2o
2、蓄电池:
(1)铅蓄电池:
pb和pbo2作电极材料,h2so4作电解质溶液。
负极:pb+so4
2-
-2e-
=
pbso4
正极:pbo2
+4h+
+
so4
2-
+2e-
=
pbso4+2h2o
总反应式为:pb+
pbo2+2h2so4==2pbso4+2h2o
(2)碱性镍—镉电池
该电池以cd和nio(oh)
作电极材料,naoh作电解质溶液。
负极:cd+2oh--2e-
==cd(oh)2
正极:2nio(oh)+2h2o
+2e-==2ni(oh)2+2oh-
总反应式为:cd+2nio(oh)+2h2o==
cd(oh)2+2ni(oh)2
(3)氢镍可充电池
负极:h2+2oh--2e-
==2h2o
正极:2nio(oh)+2h2o
+2e-==2ni(oh)2+2oh-
总反应式为:h2+2nio(oh)==
2ni(oh)2
3、一次性电池:
(1)锌锰电池—干电池:
(-)zn︱koh︱mno2(+)
负极:zn
+
2oh-
-2e-
=
zn(oh)2
正极:2mno2
+
2h2o
+
2e
-
=
2mnooh
+
2oh-
总反应式为:zn+2mno2+2h2o
=
2mnooh
+
zn(oh)2
(2)银锌电池—钮扣电池:
(-)zn︱koh︱ag2o(+)
负极:zn+2oh--2e-
=
zno+h2o
正极:ag2o+h2o+2e-=2ag+2oh-
总反应式为:zn+
ag2o
=
zno+2ag
(3)锂电池:
锂亚硫酰氯电池(li-socl2):8li+3socl2=6licl+li2so3+2s
负极:
;
正极:
。
(4)海水铝电池
“铝-空气-海水”
负极:4al-12e-
==4al
3+
正极:3o2+4h2o+8e-==8oh-
总反应式为:4al+3o2+6h2o==4al(oh)3
二、电极反应式的书写
1、准确判断原电池的正负极
(1)铜片和铝片同时插入浓硝酸中
负极:cu-2e-
==cu
2+
正极:2no3-+4h
+
+2e-==2no2+2h2o
(2)镁铝合金放入6mol/l的naoh溶液中
负极:2al+8oh—6e-==2alo2-
+4h2o
正极:6h2o+6e-==3h2+6oh-
2、高度注意电解质的酸碱性
在正、负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。
在碱溶液中,不可能有h+
出现,在酸溶液中,也不可能出现oh-。
又如ch4、ch3oh等燃料电池,在碱溶液中c元素以co32-离子形式存在,而不是放出co2。
3、牢牢抓住总的反应方程式
只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
❸ 化学电源 的电极方程式怎么书写
1.干电池
(1)锌锰干电池 负极: 锌片(锌皮)
正极: MnO2、石墨棒(碳棒)
电解质:NH4Cl 、ZnCl2 、淀粉
电极反应 :
负极:Zn — 2e- = Zn2+
正极:MnO2 + 2 NH4+ +2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
总反应: Zn + MnO2 + 2 NH4+ → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
电池符号 Zn│ZnCl2、NH4Cl│MnO2,C
碱性锌锰电池: Zn│ZnCl2、 KOH│MnO2,C
电压:1.5v
(2)锌汞电池
负极: Zn(汞齐)
正极: HgO、碳粉
电解质: 饱和ZnO 、KOH糊状物
电极反应 :
负极:Zn (汞齐) + 2OH-→ ZnO + H2O + 2e-
正极:HgO + H2O +2e- → Hg +2OH-
总反应:Zn (汞齐) + HgO → ZnO + Hg
电池符号:Zn (汞齐)│ KOH (糊状,含饱和ZnO) │HgO(C)
电压:1.34v
2.蓄电池
(1)铅蓄电池
负极:Pb-Sb格板中填充海绵状Pb
正极:Pb-Sb格板的孔穴中填充PbO2
电解质:稀硫酸(30% 密度:1.2~1.3g.cm-3)
放电时的电极反应
负极 (Pb极): Pb + SO42- = PbSO4+ 2e- (氧化)
正极(PbO2极):PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O(还原)
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2 PbSO4 + 2H2O
充电时的电极反应
负极 (Pb极):PbSO4+ 2e- = Pb + SO42-
正极(PbO2极):PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-
总反应:2 PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4
充电、放电反应可写为:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2 PbSO4 + 2H2O
电动势:2.0v
(2) 碱性蓄电池(日常生活中使用的充电电池)
Ni—Cd电池 Cd │ KOH (20%) │NiO(OH)
电池反应: Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2
Ni—Fe电池 Fe │ KOH (30%) │NiO(OH)
电池反应: Fe + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni (OH)2 + Fe (OH)2
4.3.3新型燃料电池和高能电池
(1)燃料电池
还原剂(燃料): H2 联氨(NH2-NH2) CH3OH CH4——负极
氧化剂 : O2 空气——正极
电极材料: 多孔碳、多孔镍,Pt Pd Ag等贵金属(催化剂)
电解质: 碱性、酸性、固体电解质、高分子等
碱性氢—氧燃料电池
负极(燃料极)——多孔碳或多孔镍(吸附H2)
正极(空气极)——多孔性银或碳电极(吸附O2)
电解液——30%KOH溶液,置于正负极之间。
电池符号: (C)Ni│H2 │KOH (30%) │O2│Ag (C)
电池反应: 负极 2H2 + 4OH- = 4H2O + 4e- (氧化)
正极 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- (还原)
总反应 2H2 + O2 = 2H2O
电动势:1.229v
(2) 高能电池——具有高“比能量”和高“比功率”的电池
比能量、比功率——按电池的单位质量或单位体积计算的电池所能提供的电能和功率。
锂电池 EΘ(Li+/Li) = -3.04v
Li—MnO2非水电解质电池 :
负极——片状金属Li
正极——MnO2
电解质——LiClO4 + 混合有机溶剂(碳酸丙烯脂+二甲氧基乙烷)
隔膜——聚丙烯
电池符号: Li│LiClO4│MnO2 │C
电池反应:
负极: Li = Li+ + e-
正极: MnO2 + Li+ + e- = LiMnO2
总反应: Li + MnO2 = LiMnO2
电池的电动势:2.69v