⑴ 电极反应方程式怎么写
电极反应方程式的书写是化学反应原理部分的难点之一,有些学生往往不知如何下手,对某些离子到底有没有参加电极反应以及写的时候到底写在哪一边,不知如何判断。特别是燃料电池和一些可充电电池,以及当电极材料参加电解反应的时候就更加困惑,笔者通过十几年的教学经验总结了如下几个方面,希望对大家有所帮助。
一. 电解质溶液酸碱性关系
首先牢记: 酸性介质中,有H+ 或H2O参与或生成,电极反应式中不会出现OH-;碱性介质中,有OH-或H2O参与或生成,电极反应中不会出现H+。
例1.写出氢氧燃料电池在酸性和碱性电解质溶液中的电极反应方程式。
解析:其电池反应均为2H2 + O2 = 2H2O,通过氧化还原反应的分析知,不管在什么介质中,在负极一定是氢气失去电子发生氧化反应,在正极一定是氧气得到电子发生还原反应,关键是看相关的什么离子参加电极反应。
酸性介质中:负极:2H2-4e- = 4H+ 正极:O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
碱性介质中:负极:2H2-4e-+ 4OH- = 4H2O 正极:O2 + 4e-+2H2O = 4OH-
(注意进行对比,便于理解和记忆)
二. 电极材料的关系
无论是原电池还是电解池,阳极(或负极)上总是发生氧化反应,阴极(或正极)上总是发生还原反应。在电极上谁应优先参与放电发生电极反应呢?其实这与一般氧化还原反应直接进行的道理完全一样,也就是看谁的氧化性或还原性最强(考虑对象包括除惰性电极以外的电极材料、电极区内的溶液中离子,甚至氧化物、难溶盐等物质)谁就优先参与电极反应。所以,阴极反应就考虑谁最容易得到电子,阳极反应就考虑谁最容易失去电子。
例2.写出用铜作电极电解硫酸铜溶液的电极方程式、总反应方程式;再写出用石墨电极电解硫酸溶液的电极方程式、总反应方程式。
解析:以铜作电极材料电解时,显然在阳极区铜最容易失去电子,在阴极区以Cu2+得到电子的能力最强。故有阳极(Cu) Cu-2e-= Cu2+ ,阴极(Cu) Cu2++2e-=Cu 。
二者相加可得总电解方程式得:Cu(粗)=Cu(电解铜),这就是铜的精炼。
石墨是惰性电极,不参与电极反应,仅考虑电解质溶液中离子(包括考虑浓度)的放电顺序。阳极(石墨):2H2O -4e- = 4H+ + O2↑。
阴极(石墨):2Cu2++4e-=2Cu
二者相加得总电解方程式得:(离子方程式)2Cu2+ + 2H2O =2Cu +4H+ + O2↑
(化学方程式)2CuSO4+ 2H2O =2Cu +4H2SO4 + O2↑
三. 蓄电池的充电与放电关系
可充电电池(蓄电池)放电时相当于原电池,充电时相当于电解池。蓄电池放电时的电极反应与其充电时的电极反应也互为可逆(化学)反应。
例3. 高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH
则放电时正极电极方程式为:__________________;负极方程式为:______________。充电时阳极方程式为:________________;阴极方程式为_________________。
解析:已知原电池反应,欲写出其电极反应的最直接简便的方法,就是将该原电池反应分解为“氧化”和“还原”两个“半反应”
然后,将这两个“半反应”配平即可:
原电池放电时负(阳)极:3Zn +6OH- -6e-= 3Zn(OH)2
正(阴)极: 2K2FeO4 + 8H2O + 6e-= 2Fe(OH)3 + 4KOH +6OH-
你发现了吗?上述正(阴)极反应还可由原电池反应减去负(阳)极反应直接、迅速获得。搞清楚道理,就能条条道路通罗马。
充电时相当于电解池,显然电解反应就是该原电池反应的逆反应。所以电解(充电)时的电极反应也必定就是该原电池电极反应的逆反应,故又可迅速写出电解池的阴(负)极反应为 3Zn(OH)2 + 6e-=3Zn +6OH- ;阳(正)极反应为2Fe(OH)3 + 4KOH +6OH- -6e-=2K2FeO4 + 8H2O
(注意:由题知该电池为碱性电池,故电极反应配平时可加OH-、H2O,但不得出现H+ )。
当然要想写好电极反应方程式,除了深刻理解原理和学习一些书写技巧之外,一定要有必要的练习来加强和巩固,此所谓熟能生巧,对各科都是适用的。
⑵ 化学电极方程式怎么写
以电解水为例
氢离子负极得电子,所以阴极方程式为2H+
+2e-
=
H2↑
氧离子在正极失电子,所以方程式为2O-
-2e-
=O2↑
总反应式为2H2+O2=通电=2H2O
⑶ 书写电极方程式的技巧~
电极反应式的书写原则电极反应基本上都是氧化还原反应,要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
除此之外还要遵循:
1、加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。利用此原则,电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。
2、 共存性原则:碱性溶液中CO₂不可能存在,也不会有H⁺参加反应或生成;同样酸性溶液,不会有OH⁻参加反应或生成也不会有碳酸根离子的存在。
根据此原则,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写,确定H₂O,OH⁻, H⁺在方程式的左边还是右边。
同时还有:
1、根据电池装置图书写电极反应
2、根据电池总反应书写电极反应
3、二次电池电极反应的书写
4、燃料电池电极反应的书写
(3)如何写化学电极方程式扩展阅读:
方法:
1、准确判断两个电极。
2、注意运用电池总反应式。
3、关注电解质溶液的酸碱性。
4、充分利用电荷守恒原则在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可避免由总反应式改写成电极反应式所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。
⑷ 高中化学原电池的电极方程式怎么写啊
阴极得电子,阳极失电子。
就是说在阴极聚集的阳离子会得到电子化合价降低,被还原。
在阳极聚集的阴离子会失去电子化合价升高,被氧化。
如:2H₂O=======2H₂↑+O₂↑(通电)
阴:4H⁺+4e⁻ ===2H₂↑
阳:2O₂⁻+4e⁻===O₂↑
有句方便记忆的 升失阳,降得还。
即 化合价“升”高,“失”电子,被“氧”化。
化合价降低,得电子,被还原。
发生氧化反应的一极上有电子流出,做负极,失去电子的物质是还原剂。电子通过原电池的负极经导线流向正极,在正极上氧化剂得到电子,发生还原反应。原电池就是通过化学反应实现化学能向电能转化的。
(4)如何写化学电极方程式扩展阅读:
在食盐溶液加快生锈的过程中,也发生了原电池反应,透过这些现象,分析两极反应的实质,便可理解原电池是怎样把化学能转变为电能的原理。锌是活泼金属,容易失去电子变为锌离子。
锌离子进入溶液,使得溶液里的正电荷过多;同时锌失去的电子沿导线经电流计流入铜片,使溶液里原有的氢离子在铜电极上被还原成氢原子,这样溶液中多余的正电荷就被中和;氢原子又结合成氢分子并放出。
由于在锌、铜两个电极上不断发生的氧化还原反应,使化学能转变为电能。锌片是给出电子的一极,是电池的负极,铜片是电子流入的一极,是电池的正极。电流的方向同电子流的方向相反,从正极铜流向负极锌。
⑸ 怎样写电极化学反应方程式
原电池反应中 活泼一极为负极 活动性较差的为正极
或带可燃物为负极 氧气为正极(燃料电池)
一般分析时不要引进电子的概念
正极发出电流 化合价降低 (一般溶质中阳离子降价析出 如Cu+变Cu H+变H2 如阳离子难以析出如K、Ca、Na 则O2加水变OH- 燃料电池一般O2加水变OH-)
反应式:Xn+ +ne-=X or O2+2H2O+4e-=4OH-
负极接受电流 化合价升高(一般是电极化合价升高溶解 如Zn变成Zn+ 燃料电池一般C结合OH-变成CO2加水 H结合OH-变水)
反应式:X-ne-=Xn+ or CmHn+OH-=mCO2+(n+2m)H2O
此时可引进电子 流出电流即接收电子(+e-) 接收电流即释放电子(-e-)
⑹ 请问化学电极反应式的写法及技巧有哪些
原电池电极反应式书写的一般步骤⑴
原电池正、负极的确定①
由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强(针对电解质溶液而言)的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。如:Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al。(思考:Al—Cu—HCl溶液、Al—Cu—浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别为什么?)②
由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极。如:Zn—C—CuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。③
根据实验现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI–淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况,是氧化反应还是还原反应,是H+还是OH-或I-等放电,从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂,则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H+放电导致c(OH-)>c(H+),H+放电是还原反应,故这一极为正极。④
如两极都是惰性电极(一般用于燃料电池),则可以通过定义和总反应式来分析,发生氧化反应的气体(或对应物质)所对应的一极为负极。如碱性溶液中的甲醇燃料电池,其总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,CH3OH被氧化,则通入甲醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极。⑤
如果题目给定的是图示装置,可根据电子流动方向或其它提示来分析正、负极。⑵
书写电极反应式原电池的电极名称一旦确定,则相应电极的电极反应式也随之确定。但书写电极反应式时还需注意以下几点:①
两极电极反应式中的电子得失数目(一般)保持相等。②
看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如Al-Cu-NaHCO3溶液构成的原电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3-反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故铝件(负极)上发生的反应为:Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是仅仅写为:Al-3e-=Al3+。③
当正极上的反应物质为O2时(吸氧腐蚀),要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时,电极反应式中不能出现H+;溶液为酸性时,电极反应式中不能出现OH-。
⑺ 如何书写电化学电极反应方程式
如果给你图视,先分析正负极,再根据正副反应规律写出反应式.如果给你总反应式,就根据是氧化还是还原写咯.
至于写式子,就是离子方程加上电子得或失,注意电子守恒.
得电子就加,失就减;电子符号:得电子为副,失则正.
总反应式就是两极反映式相加.
第一,只要是化学反应就一定符合质量守恒定律,当然电化学反应也不例外,也就是说,反应方程式要配平。(这是最后一步要做的事情)
第二,电化学反应一般发生在电解质溶液中,所以一定存在电离、水解和离子间反应等,所以一定符合电荷守恒规律,也就是说,反应前后总带电荷数不变。(这会在写电化学反应的离子方程式是遇到,应在配平后验证)。
第三,也是最重要的,电化学反应一定有电子得失、元素的化合价升降,即属于氧化还原反应,因此一定符合得失电子总数守恒规律。
具体写电化学反应方程式的做法应当是:
首先,确定哪里是原电池的正负极或电解池的阴阳极,这主要根据元素的氧化还原性(金属活泼性)或离子(团)的放电顺序决定。在原电池中,两(或多)种金属中谁活泼谁作负极,即发生氧化反应,失电子;另一种最不活泼的金属做正极,而电解液的阳离子(注意:不是该种金属)发生还原反应,得电子。在电解池中,两(或多)种阳离子谁放电顺序在前,谁作阴极,发生还原反应,得电子;两(或多)种阴离子谁放电顺序在前,谁作阳极,发生氧化反应,失电子。(注意:电解池中如果是水溶液要考虑水电离出来的氢离子和氢氧根离子)
放电顺序:阳离子:与金属活动性顺序表正好相反(并参考元素周期律):Pt2+>Au3+>Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+>NH4^+>Sr2+>Rb+>Ba2+>Cs+
阴离子:P3->S2->I->Br->Cl->OH->所有含氧酸根离子>F-
其次,写出电极半反应。注意:电荷守恒。如:Cu2+
+2e
==
Cu,
4OH-
==
O2(上升符号)+
2H2O
+4e
最后,相加合并两个半反应。
或者可以直接先确定整个反应的氧化剂和还原剂,并明晰其氧化产物和还原产物,然后按照氧化还原反应的配平方法配平,即可。
⑻ 化学电源电极反应方程式的书写
书写电极反应方程式:
1、根据电池装置图书写电极反应
2、根据电池总反应书写电极反应
3、电极反应基本上都是氧化还原反应,要遵循电子守恒及电荷守恒
在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数
4、遵循加和性原则
两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式,利用此原则,电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。
5、遵循共存性原则
碱性溶液中二氧化碳不可能存在,也不会有氢离子参加反应或生成,同样在酸性溶液中,不会有氢氧根离子参加反应或生成,也不会有碳酸根离子的存在。
根据此原则,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同,可以根据电解质溶液的酸碱性来书写,确定水,氢氧根离子,氢离子在方程式的左边还是右边。