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1、最新版化学教学资料专题讲座(三)判断原电池的正、负极及电极反应式的书写1判断原电池的正、负极。(1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注:一定要注意实际情况,如:MgAlNaOH,Al才是负极;AlCu浓硝酸,Cu才是负极)。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应(负失氧),其正极总是
2、得电子发生还原反应(正得还)。(5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极,电极增重(有金属析出)或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性,可用于一些非常规的原电池的电极判定,如AlCu稀硫酸,但不适用于目前许多的新型燃料电池的电极的判定)。学习中常犯的错误是原电池正负极的判断,不一定是较活泼的金属一定作负极,而要看是否发生氧化反应。如:铁、铜和浓硝酸组成的原电池,虽然铁的活泼性比较强,但不能与浓硝酸反应,而铜可以,因此铜作负极,铁作正极。2电极反应式的书写。(1)一般电极反应式的书写。(2)复杂电极反应式的书写。如书写CH4在酸性燃料电池中总反应式为:CH42O2
3、=CO22H2O正极反应式:2O28H8e=4H2O负极反应式:CH42H2O8e=CO28H(3)注意问题。书写电极方程式时一定要考虑电解质溶液的酸碱性,如氢氧燃料电池,在酸性溶液中,负极反应:H22e=2H;在碱性溶液中负极反应为:2H24OH4e=2H2O。原电池中正、负极电极反应式,对于强弱电解质的书写形式,一般要求与离子方程式相同。(4)题目给定总反应式。分析化合价,确定电极反应物与产物,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应的原理,写出正、负电极的反应物与产物。在反应式的左边写出得失电子数,使得失电子守恒。根据质量守恒配平电极反应式。练习_1一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液
4、中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)=H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e=2H2O (l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH解析:燃料电池中,负极燃料失电子发生氧化反应,正极氧气得电子发生还原反应,即负极反应中不可能有氧气参与。答案:C2固体氧化物燃料电池是以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下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A有O2参加反应的a极为电池
5、的负极Bb极的电极反应式为H22eO2=H2OCa极对应的电极反应式为O22H2O4e=4OHD该电池的总反应式为2H2O2=2H2O解析:因为电子从b电极流向a电极,所以b电极为负极,H2在该极发生氧化反应;a电极为正极,O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应为H22e2H,正极电极反应式为O22eO2,则电池总反应式为2H2O2=2H2O。答案:D3天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC
6、6,下列说法正确的是()A充电时,电池的负极反应为LiC6e=LiC6B放电时,电池的正极反应为CoO2Lie=LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析:充电时,Li被氧化,电池负极反应为C6Lie=CiC6,故A项错误;由于Li为活泼金属,可与羧酸、醇等物质反应,故C项错误;由于Li的摩尔质量较小,所以锂电池的比能量应较高,故D项错误。答案:B4(1)我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3,该电池的负极反应式:_;正极
7、反应式:_。(2)如图所示,A为铜片,B为铁片,溶液为FeCl3。则铜片作_极(填“正”或“负”)正极反应式:_;负极反应式:_。解析:(1)根据反应方程式知,正极为O2发生还原反应生成OH,负极为Al,负极失电子发生氧化反应生成Al3。(2)根据正、负极材料的活泼性知,铁片作负极,铜片作正极;正极上Fe3得电子生成Fe2。答案:(1)4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH(2)正2Fe32e=2Fe2Fe2e=Fe25如图所示,试回答下列问题:(1)电解质溶液为稀H2SO4时,则负极为_,负极电极反应式为_。(2)电解质溶液为NaOH时,则负极为_,负极电极反应式为_。答案:(1)镁(Mg)Mg2e=Mg2(2)铝(Al)Al3e4OH=Al(OH)4