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1、原电池的正负极一旦确定,则原电池的电极反应式也随之确定。但书写电极反应式时还需注意以下几点: 1.正负电极反应式中的电子得失数目保持相等。例如Al-Cu-CuSO4构成的原电池的正极反应可表示为:3Cu2+6e-=3Cu,负极反应式为:2Al-6e-=2Al3+。 2.看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如Zn-Ag-KOH溶液构成的原电池中,因Zn失去电子生成的Zn2+能与OH-反应,故负极上发生的反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。 3.要注意电解质溶液的性质。当正极上的反应物质为O2时,若溶液为
2、碱性或中性时,电极反应式中不能出现H+,电极反应式只能为O2+2H2O+4e-=4OH-;若溶液为酸性时,电极反应式中不能出现OH-。 电极反应式为:O2+4H+4e-=2H2O 转贴于 中国论文下载中心 http电解池电极方程式的书写方法 柳州高中 朱红东 电化学在化学学科体系中占有非常重要的地位。其中 电解池电极方程式的书写是电化学重要基础内容之一,是高考的重点。 从我们现在对电化学教学的实际情况来看,学生对电解池电极方程式书写的相关知识掌握较为困难 ,感到非常头晕。其原因是:在电化学一节课要出现新概念,新知识多,以及要求学生对化学要与物理学的进行跨学科的联系。其实只要克服内心对于新知识的
3、恐惧,努力去了解新概念,掌握一定的方法和规律,电解池电极方程式的书写并不难。本文就以用石墨电极电解氯化钠溶液为例,对书写电解池电极方程做一个讲解,希望对同学们的学习电化学有所启迪。 1 、明原理 明白电解的含义,是书写电解池电解反应式的基础,这是因为 书写电解池的电极反应式是电解池原理的进一步深化和发展,是用化学语言表述电解池实验现象。 电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程。这可以理解为,电解池是通过外接电流的作用,强迫阴极得到电子,阳极失去电子。 2 、列离子,判运动 分析溶液中存在哪些离子,判断离子的迁移。氯化钠溶液,由于具有电解质氯化钠和水,所以溶液中会存在:
4、 H+ 、 Cl - 、 Na + 、 OH - 。根据物理学知识,在电场的作用下,阳离子( H+ 、 Na + )会向阴极移动,阴离子( Cl - 、 OH - )会向阳极移动。 3 、定得失 依照经验判定两极得失电子的物质。 阴极放电顺序: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ ;我们如果细看一下,就会发现这个放电顺序,即是我们所讲的氧化性强弱的顺序,这是为什么呢?其实很简单,所谓的电解池反应只是一个外加电流强迫发生的氧化还原反应而已,它还是氧化还原反应,当然适合氧化还原反应的知识 因为: H+ Na+ ,所以
5、阴极的电极反应式为: 2H+ + 2e = H2 阳极放电顺序: M (活性电极、即除金、铂以外的金属。) X- ( S2- I- Br- Cl- ) OH 含氧酸根。我们细看一下,会发现这里同样是氧化还原反应知识:先强后弱规律,还原性强的物质先失去电子。 因为石墨电解为惰性电极,且 Cl- OH ,所以阳极的电极反应式为: 2Cl - 2e = Cl2 4 、思源头、巧修正 保证得失电子相等前提下,将阴阳两极的电极反应式相加: 2H+ + 2Cl H2+ Cl2 ,这样我们得到的还不是电解氯化钠溶液的离子方程式,因为这里的氢离子是来自于水。水属于弱电解质,在离子方程式中是不能拆开的。所以最后
6、,我们需要把氢离子改写成水,这样才能反应客观事实,说明氢离子来自于水,得到真正的总反应: 2H2O+ 2Cl H2+ Cl2+ 2OH - 。 总之,深刻理解电解池原理,掌握氧化还原反应知识和离子方程式书写知识,明白书写电解池电极反应式书写的方法,书写电解池电极反应式并不难,解决电解池有关习题并不难。 电化学反应方程式的书写方法一. 书写要遵循的原则:无论原电池还是电解池,其电极反应均是氧化还原反应,因此电极方程式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒,两电极反应方程式相加得电池总反应方程式;已知一电极反应方程式,则电池总反应方程式减去该电极反应方程式,即得另一电极反应方程式。二. 电化学反
7、应方程式的书写方法1. 正确判定两个电极和电极反应物,电极反应式要符合守恒规律。例1. 电解原理在化学中有广泛应用。下图表示一个电解池,a为电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则电解池中X极上的电极反应式为_,在X极附近观察到的现象是_;Y电极上的电极反应式为_,检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用溶液,则X电极的材料是_,电极反应式为_;Y电极的材料是_,电极反应式为_。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)分析:本题要求用电解原理设计
8、两个电解池,a为电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。对(1):阳极的放电能力比强,生成;阴极X极,阳离子的放电能力比强,生成;溶液中溶质为,使酚酞变红。对(2):为电解精炼池,阳极Y极为粗铜溶解极,放电;阴极X极为析出极,放电。答案:(1)放出气体,溶液变红把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)纯铜粗铜2. 正确处理电化学反应中的非氧化还原反应。例2. 宇宙飞船中的氢氧燃料电池,其电池反应为:。试写出电解质溶液为盐酸或KOH溶液的电极反应方程式。分析:和之间的氧化还原反应为:分解:;在酸性溶液(如盐酸)中,稳定存在,必然与结合为水(非氧化还原反应);在碱性溶液(
9、如KOH溶液)中,必然与结合为水,必然与结合为(非氧化还原反应)。答案:盐酸作电解质溶液时负极反应:;正极反应:KOH溶液作电解质溶液时负极反应:;正极反应:3. 在电解池中,溶液中离子浓度的改变有时可导致离子的放电顺序改变。例3. 工业上用和KOH为原料制取高锰酸钾,主要生产过程分两步进行;第一步,将和KOH固体粉碎,混合均匀,在空气中加热熔化,并连续搅拌,制取;第二步,将的浓溶液进行电解,制取。(1)制取的是这一氧化还原反应的_剂(填“氧化”或“还原”),“连续搅拌”的作用是_。(2)电解的浓溶液时,两极发生的电极方程式为:阴极是_,阳极是_,电解总的方程式为_。解析:(2)的浓溶液中,在
10、阴极,阳离子放电能力大于;在阳极,常规应该是放电,因的浓度远大于而且题目中已提示制取高锰酸钾,所以放电,而不放电。则答案为:(1)还原 连续搅拌,使在KOH存在条件下与充分接触,发生氧化还原反应(2)再如电解溶液时,酸性溶液中放电,当的浓度很小时,则放电。如镀锌操作中,用粗锌作阳极,镀件作阴极,饱和溶液作电解液,则放电。4. 可充电池是联系原电池和电解池的桥梁,它也是电化学部分的重要考点。在书写可充电池电极反应式时,首先要明确电池和电极,放电为原电池,充电为电解池;原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应,对应元素化合价升高;原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应,对应元素化合价降低。例4. 已
11、知,铅蓄电池总的化学方程式为:镍镉碱性充电电池在放电时,正极反应:负极反应:铜蓄电池使用(放电)一段时间后,其内阻明显增大,电压却几乎不变;镍镉碱性充电电池使用(放电)到后期,当电压明显下降时,其内阻却几乎不变,回答下列问题:(1)铅蓄电池放电时的负极反应式为:_;充电时的阳极反应式为_。(2)镍镉电池充电时总反应方程式为:_。(3)上述两种电池使用一段时间后,一个内阻明显增大,另一个内阻几乎不变,其原因是_。解析:(1)放电为原电池,充电为电解池,负极和阳极失去电子,正极和阴极则得到电子,故Pb为负极,为阳极,电极反应式分别为:负极:阳极:(2)镍镉碱性充电电池在放电时总反应方程式为两电极反应相加,充电则为放电的逆反应:(3)内阻与电极材料及电解质浓度有关,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质溶液中的溶质(硫酸),使电解质溶液中自由移动的离子浓度减小,导电能力降低(内阻增大),而镍镉电池在使用过程中,只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度没减小(略增大),所以导电能力几乎不变。