原电池电极反应式的书写
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2eB.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1) C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-
4、以甲烷和氧气组成的燃 料电池,以KOH为电解质, 负极反应式: CH4+10OH-+8e-==CO32-+7H2O ; 正极反应式: O2 +2H2O+4e-===4OH- ; 总反应式: CH4 + 2KOH + 2O2 === K2CO3 + 3H2O ;
具体书写方法:
第一步:写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物 能和电解质反应则总反应为加合后的反应。如氢 氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O;甲烷燃料 电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应为: CH4+2O2=CO2+2H2O ① CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O ② ①式+②式得燃料电池总反应为: CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步:写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的 物质都是O2,随着电解质溶液的不同,其电极反应 有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况:
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H++4e- =2H2O (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式: O2+2H2O+4e-=4OH(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式: O2+4e- =2O2(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式: O2+2CO2+4e-=2CO32-。
2.科学家近年来研制出一种新型细菌燃 料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气 进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负 极反应为: (C) A.H2+2OH-=2H2O+2e- B.O2+4H++4e-=2H2O C.H2-2e-=2H+ D.O2+2H2O+4e-=4OH-
3.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸 性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池 负极发生的反应是 (C)
总反应为:CH4 + 2KOH + 2O2 === K2CO3 + 3H2O。 正极的电极反应式为:O2 +2H2O+4e-===4OH-。 负极反应式=总反应式-正极反应式×2(得失电子相 等) 所以负极的电极反应式:CH4+10OH-+8e-==CO32+7H2O
以H2SO4溶液为电解质:
总反应为:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极的电极反应式为:O2 +4H++4e-===2H2O。
应用:燃料电池电极反应式的书写
如:H2—O2燃料电池 乙醇—氧气燃料电池
电极:惰性电极(Pt、石墨、Au)。 燃料包含:可然性气体H2;烃如:CH4;醇如C2H5OH等 电解质溶液:①酸性电解质溶液如:H2SO4溶液;②碱性电 解质溶液如:NaOH溶液;③熔融氧化物如:Y2O3; ④熔融 碳酸盐如:K2CO3等。
第三步:根据电池总反应式和正极反应 式写出电池的负极反应式
电池负极反应式 =电池的总反应式-电池正 极反应式 注意: 总反应式和正极反应式转移电子相等时 才能直接相减,否则,要先配平,再相减 。
1.下图为氢氧燃料电池原理示意 图, 按照此图的提示,下列叙述不正确的是
(B)
A.a电极是负极 B.b电极的电极反应为:4OH--4e-== 2H2O+O2↑ C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储 藏在电池内的新型发电装置
以H2SO4溶液为电解质: CH 负极反应式: 4–8e-+2H2O==CO2 +8H+ ; 正极反应式: O2 +4H++4e-===2H2O ; CH 总反应式: 4 + 2O2 === CO板为两极,电解质 溶液为KOH,生成的CO2还要与KOH反应生成 K2CO3,所以:
小结
一、简单原电池电极反应式的书写
1.列物质 标得失 2.看环境 配守恒 3.两式相加验总式
二:复杂原电池电极反应式的书写
第一步:写出电池总反应式并用双线桥分析 第二步:先写简单级反应式(金属电池负极简单,燃料电池正极简单)
第三步:总反应式--简单极反应式===另一极反应式
• 电极反应式书写要点
电化学中电极反应式的书写技巧
复习:
1.原电池正负极的判断
氧化还原反应(本质:电子在反应物之间的转移)
一、原电池中电极反应式的书写
列物质 标得失
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。
看环境 配守恒
电极产物在电解质溶液的环境中,应 稳定存在。
两式相加 验总式
3、两式相加验总式
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 易书写的书写电极反应式,然后在电子守恒的 基础上,总反应式减去较易写出的书写电极反 应式,即得到较难写出的书写电极反应式。
例1:结合下图判断,下列叙述正确的是
(
A
)
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-====Fe2+
则负极反应为①与②的加合:Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
4、正极反应由总反应减负极反应可得正极(Mg): 6H2O+6e- =3H2 ↑+6OH-
当H2SO4溶液为电解质时:
因为Mg的活泼性大于Al,所以为Mg负极,Al为正极
负极反应式:Mg-2e-=Mg2+
正极反应式:2H++2e-=H ↑ 2
负氧正还 先总后分
注意介质
H2-O2燃料电池
CO-O2燃料电池
CH4-O2燃料电池
CH3OH-O2燃料电池
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-==4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
例2:写出镁、铝与电解质溶液组成的原电池,电极 反应式。
NaOH为电解质
Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 负极反应式: 正极反应式: 6H2O+6e- =3H2 ↑+6OHH2SO4溶液为电解质
两电极反应式相加,与总反应方程 式对照验证
1、列物质,标得失
若两电极为金属电极,根据金属的活泼性 判断出正负极。 负极:失电子(发生氧化反应),生成阳离子, 考虑该阳离子是否与电解质溶液反应。 正极:溶液中阳离子得电子(发生还原反应)。 再找出得失电子的数量。
2、看环境 配守恒
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; 如:碱性介质中生成的H+ 应让其结合 OH- 生成水。 电极反应式要遵守电荷守恒和质量守 恒,得失电子守恒等加以配平。
负极反应式=总反应式-正极反应式×2(得失电子 相等) 负极发生的反应:CH4–8e-+2H2O==CO2 +8H+
已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为: Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电 极反应式。
放电 负极:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2 正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH充电: 阴极:Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH阳极:Ni(OH)2+2OH--2e-= NiO2+2H2O
写出甲烷燃料电池在固体电解质(高温下能传导O2-)下的电极反应式
答案:正极反应:O2+4e-=2O2负极反应:CH4+4O2---8e-=CO2+2H2O
写出甲烷燃料电池在熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下的电极反应式
正极反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32负极反应式:CH4+4CO32--8e-= 5CO2+2H2O
Mg-2e-=Mg2+ 负极反应式: 正极反应式: 2H++2e-=H2↑
解析:
当NaOH为电解质溶液时,因为Al能与NaOH反应,所以Al为负极, Mg为正极 1、找出该原电池反应的方程式: 2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑ 2、找出负极:Al 3、分解负极行为:① 首先,Al失去电子:Al-3e-=Al3+ ② 考虑Al3+能电解质NaOH溶液反应: Al3++4OH-=AlO2-+2H2O