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北京高中化学电极反应书写方式

2016-06-21 10:33:37 来源:佚名
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  电化学知识是高中化学中十分重要的理论知识之一,也是高考中的重要考点之一,近些年同学们电化学功课的得分并不是很高,很多同学们在电极反应书写方面存在很多问题,影响较终的得分。下面爱智康小编便将北京高中化学电极反应书写方式分享给同学们,希望给同学们带来一定的帮助。

北京高中化学电极反应


  北京高中化学电极反应书写方式一、原电池中电极反应式的书写


  1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。


  2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH,若电解质溶液为酸性,则H必须写入正极反应式中,O2生成水。


  3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。


  例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H和Zn进行工作,试写出该电池的两极反应式。


  解析:金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H参与作用。正极上O2得电子成为负二价氧,在H


  2--+++2++2+-+作用下肯定不是O、OH等形式,而只能是产物水,体液内的H得电子生成H2似乎不可能。


  故发生以下电极反应:


  负极:2Zn-4e= 2Zn,正极:O2 + 4H+ 4e= 2H2O 。


  例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O,试写出该电池的两极反应式。


  解析:从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得电子生成OH,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e=8OH。负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得CH4+10OH-8e= CO3+7H2O。


  北京高中化学电极反应书写方式二、电解池中电极反应式的书写


  1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。


  2、如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。


  阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S>SO3>I>Br >Cl>OH>水电离的OH>含氧酸根离子>F。


  阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag>Hg>Fe>Cu>(酸电离出的H)>Pb>Sn>Fe>Zn>(水电离出的H)>Al>Mg>Na>Ca>K。


  (注:在水溶液中Al、Mg、Na、Ca、K这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。


  例3、写出用石墨作电极,电解饱和食盐水的电极反应式。


  解析:由于电极材料为石墨,是惰性电极,不参与电极反应,则电极反应式的书写只考虑溶液中的离子放电顺序即可。移向阳极的阴离子有Cl和水电离出的OH,但在阳极上放电的是Cl;移向阴极的阳离子有Na和水电离出的H,但在阴极上放电的是H。所以上述电解池的电极反应为:


  阳极:2Cl-2e= Cl2↑,阴极:2H+2e= H2↑或2H2O+2e= H2↑+2OH。


  若将上述石墨电极改成铜作电极,试写出电解饱和食盐水的电极反应式。


  解析:由于电极材料为Cu,是活泼电极,铜参与阳极反应,溶液中的阴离子不能失电子,但阴极反应仍按溶液中的阳离子放电顺序书写。该电解池的电极反应为:


  阳极:Cu-2e= Cu,阴极:2H+2e= H2↑或2H2O+2e= H2↑+2OH。 -2++-----+---+++---3+2++2+++2+2+2+2++3+2++2+++2+3+2+---2-2------2-- ---2--2++ -


  (注:阳极产生的Cu可与阴极产生的OH结合成Cu(OH)2沉淀,不会有Cu得电子情况发生。)


  北京高中化学电极反应书写方式三、可充电电池电极反应式的书写


  可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁,它也是电化学知识的重要知识点。放电为原电池反应,充电为电解池反应。原电池的负极反应与电解池的阴极反应,原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。只要孩子按前面方法能熟练书写放电(即原电池)的电极反应式,就能很快写出充电(即电解池)的电极反应式。


  例4、铅蓄电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4


  的电极反应式。


  解析:因为放电为原电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。Pb失电子发生负极反应,产生的Pb在H2SO4溶液中结合SO4生成难溶于水的PbSO4,故其负极反应式为:Pb+SO4


  -2-+-2+2-2-2+-2+2PbSO4+2H2O。试写出放电和充电时-2e=PbSO4。由电子守恒可知,其正极反应式为总式减去负极反应式:PbO2+ SO4+4H+2e= PbSO4+2H2O。


  充电为电解池反应,其电极反应式书写是这样的,阴极反应式为原电池负极反应式的逆反应,即PbSO4+2e=Pb+SO4;阳极反应式为原电池正极反应式的逆反应,即PbSO4+2H2O-2e= PbO2+ SO4+4H。


  北京高中化学电极反应书写方式四、特殊情况电极反应式的书写


  在书写电极反应式时,一定要注意一些特殊情况。


  1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变


  溶液中的离子浓度改变,有时可导致离子放电顺序的改变。


  例5、在给某镀件镀锌时,电镀液是饱和ZnCl2溶液,试写出该电镀池的电极反应式。 解析:在饱和ZnCl2溶液中,Zn的浓度远大于水电离出来的H的浓度,所以阴极应是Zn放电,而不是H放电。其电极反应式为:阳极:Zn-2e= Zn;阴极:Zn+2e= Zn。


  2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变


  在原电池中,一般较活泼金属作负极,但当电解质溶液发生改变时,较活泼金属就不一定作负极了。


  例6、将铜片和铝片用导线相连,分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3中,写出两池的电极反应式。


  解析:在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中,较活泼的铝被氧化作负极,铜作正极。其电极反应为:


  负极(Al):2Al-6e=2Al;正极(Cu):6H+6e= 3H2↑。


  在浓HNO3作电解质溶液的原电池中,因为Al在浓HNO3中钝化,较不活泼的铜作负极,其电极反应为:负极(Cu):Cu-2e= Cu;正极(Al):2NO3+4H+2e=2 NO2↑+2H2O。但随着反应的进行,浓HNO3逐渐变稀,正极电极反应又有:NO3+4H+3e= NO↑+2H2O。 3 、注意电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变


  有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性,虽不会改变电池的正负极,但却改变了电极反应。 例7、若将例2中的电解质KOH溶液改为稀硫酸,其它条件不变,试写出该电池两极的电极反应式。


  解析:该题虽只改变了电解质溶液的酸碱性,但总反应式与例2不相同了,其总反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O。这样,在正极上O2得电子生成的O会与稀硫酸中的H结合生成水,而不再生成OH(OH能与H继续反应生成水)。正极反应式为:2O2+8H+8e= 4H2O,负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得:CH4+2H2O-8e= CO2+8H。 -+--++- 2-+-+--2+-+--3++-+-2+2+-2++2+2-+-2--


  北京高中化学电极反应书写方式就为同学们分享到这里了,希望给同学们带来一定的帮助。如果你想要了解更多高考资讯,请拨打我们的热线电话:4000-121-121。

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