高中化学《原电池》学案6 新人教版选修4

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1、原电池中电极反应式的书写一、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

2、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Zn2+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Zn2+,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+作用下肯定不是O2-、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:      

3、           负极:2Zn-4e-=2Zn2+,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-=CO32-+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-=CO32-+7H2

4、O。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:S2->SO32->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+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>

5、(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。           (注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、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

6、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-=Cu2+,阴极:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑

7、+2OH-。     (注:阳极产生的Cu2+可与阴极产生的OH-结合成Cu(OH)2沉淀,不会有Cu2+得电子情况发生。)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。只要学生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+2H2SO42PbSO4+2H2O。试写出放

8、电和充电时的电极反应式。       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

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