电极方程式怎么写( 六 )


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 。
7. 电极方程式怎么书写 电极反应的技巧
一、书写电极反应的原则
电极反应是氧化还原反应,要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒 。两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式,所以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 。
二、书写电极反应的技巧
1.准确判断两个电极
例1.将锌片和铝片用导线相连,分别插入稀硫酸、浓硫酸中,写出两原电池中的电极反应式和电池反应式 。
解析:稀硫酸作电解质溶液时,较活泼的铝被氧化,锌片上放出氢气,所以:负极(铝片):2Al—6e—==2Al3+ 正极(锌片):6H+ +6e—==3H2↑
电池反应:2Al +6H+ ==2Al3+ +3H2↑
浓硫酸作电解质溶液时,因常温下铝在浓硫酸中发生钝化现象,而锌能与浓硫酸反应,所以此时锌片作负极,铝片作正极:
负极(锌片):Zn—2e—==Zn2+ 正极(铝片):4H++SO42—+ 2e—==SO2↑+ 2H2O
电池反应:Zn+2H2SO4(浓)==ZnSO4+ SO2↑+ 2H2O
2.注意运用电池总反应式
例2.将铂丝插入KOH溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气,可以形成原电池 。则通入甲烷的一极为电池的______极,这一极的电极反应式为_____________ 。
解析:甲烷燃烧发生的氧化还原反应为:CH4+2O2 ==CO2+ 2H2O,碱性溶液中CO2不可能释放出去:CO2+2OH—==CO32—+3H2O,所以电池总反应式为:CH4 +2O2+2OH—==CO32— +3H2O 。通甲烷的一极发生氧化反应,故为负极 。正极吸收氧,可看作发生吸氧腐蚀:2O2+ 4H2O+8e— == 8OH—,总反应减去正极反应得负极反应:CH4+10OH——8e—== CO32—+7H2O
3.关注电解质溶液的酸碱性
例3.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源 。
⑴用KOH作电解质溶液,电极反应产生的水,经冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H2+O2==2H2O,则电极反应式分别为___________;
⑵如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式为___________ 。
解析:在应用电池中,电解质参与电极反应,但在整个反应过程中只起桥梁作用,如酸性电解质,H+参加一个电极反应,但另一电极反应必有H+生成,同时不能出现OH-;碱性电解质也有类似情况 。