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,如Al - Cu- NaHCO溶液构成的原 电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HC0反应:AI3++3HCO =AI(OH)3 J +3COT, 故铝件(负极)上发生的反应为: 水冷器AI -3e- +3HCQ=AI(OH)3 J +3COT,而不是仅 仅写为:AI — 3e- =AI 3+0
3、 若正极上的反应物质是 Q,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不 能出现且水必须写入正极反应式中,与 Q结合生成OH,若电解质溶液为酸 性,电极反应式中不能出现 OH,且H必须写入正极反应式中,与Q结合生成水。 如例1、例2。
4、 正负极反应式相加(电子守恒)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。如例 2o
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*,因为题目已告诉H参与作用。正极上C2得电 子成为负二价氧,在H作用下肯定不是F、OH等形式,而只能是产物水。故发生 以下电极反应:
负极:2Zn— 4e-= 2Zn2+,正极:Q + 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, 形成甲烷一氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH+2Q+2O岸CE+SHO, 试写出该电池的两极反应式。
解析:从总反应式看,Q得电子参与正极反应,在强碱性溶液中, Q得电子 与"0结合生成0H,故正极反应式为:2Q+4HO+8e =80H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 CH+1OOF— 机器人拳击8e= CQ2-+7HQ
电极反应式书写错误例析
一、 不能正确判断原电池正负极
例1、 将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HN©中,形成原电 池。
错误:负极: 2Al-6e=2Al 3+
正极:6H+6e=3Hf
解析:将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNQ由于Al在浓硝酸中 钝化,不能持续反应,而 Cu却能与浓HNO持续反应,所以ca3780Cu为负极,Al 为正极,因此正负极的判断应根据氧化还原反应的实质来确定, 谁失去电子, 谁做为负极。
正确:负极: 2Cu-4e-=2Cu2+
正极:2NO+2e+4H=2NOT +2H0
二、 不能正确判断电极产物
例2、将Al片和Cu片用导线相连,插入稀NaOH溶液中形成原电池。
错误:负极: 2Al-6e -=2Al3+
正极:6Hh+6e-=3F21
解析:Cu片和Al片用导线相连插入NaOH溶液中,其实质是Al和NaOH 溶液反应,2Al+2NaOH+22O=2NaAl(2+3H2 T, Al失去电子生成AIO2,而正极 由于H在碱性条件下不能大量存在,所以得到电子的物质是 H2O
正确:负极: 2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O
正极: 6H2O+6e-=3H2T +6OH-
三、 忽视电极产物与电解质溶液反应
例 3、氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池, 主要用于航天领域, 它的电极材料一般为活化电极, 具有很强的催化活性。 如铂电极、 活性炭电 极等,电解质溶液一般为40%勺KOH溶液,写出电极反应式:
错误:负极: 2 H2-4e - =4H+
正极: O2+2H2O+4e-=4OH-
解析:在负极H2失去电子生成H:而H在碱性溶液中与OH反应,生成
H2O,因此应把两个式子合并为:2H+4OH4e-=4HO
正确:负极:2H+4OHMe-=4HO
光盘封套
正极:Q+2HO+4e=4OH
四、忽视了电解质的状态
例4、固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的,它从固体氧
化锆 氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间
通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极 a、b均不参与电极反应
其电极反应式为 。
错误:负极:2Ht-4e"=4Hf正极:Q+2HO+4e=4O-H
解析:此类燃料电池的电解质是固体, 并不是水溶液,因此正极电极反 应为:Q+4e=2O-正确:负极:2H+2O--4e=2H正极:Q+4e=2O-
五、忽视了金属单质与阴、阳离子的放电顺序
例5、电解醋酸的浓溶液,以Pb嫁接刀做电极,在电解过程中,无沉淀产生, 但电解效率逐渐下降,同时[H+]也随之降低,随后溶液不再导电,电解自然 停止。
(1)电极反应是 ;
(2)电解总反应的方程式为 ;
错误:阳极:4OH4e=QT +2HO阴极:2Hf+2e-=Hlt
分析:放电顺序:
阳极:非惰性电极>OH> CH3COO
阴极:H放电,PtT与CHCOO吉合生成难电离的(CHCOOPb
(1)本题属于电解的应用。用铅做阳极材料,根据电解规律,非惰性电 极做阳极时,阳极本身被氧化而溶解,即Pb-2e-=Pf,而Pb2+与CHCOO吉合 生成难电离的(CfCOOPb , 所以阳极反应为:
Pb+2CHCOOH-2e=(CI4COO2Pb+2H,阴极反应为:2bf+2e=H T
(2)电解总反应式为:Pb+2CbCOOH 静电线一(CH 3COO)Pb+HT