如果知道電池總反應式那麼怎麼寫出正極和負極的反應式?情舉例說說

時間 2021-08-11 18:14:09

1樓:

只能根據電極反應式寫出總反應式,由總反應式是不能推斷出電極反應式的,因為同一個總反應式可以對應很多種電化學反應。

必須要具體問題具體分析。

2樓:湖南銀光

一、書寫電極反應的原則

電極反應是氧化還原反應,要遵循質量守恆、電子守恆及電荷守恆。兩電極反應式相加,消去電子後得電池總反應式,所以電池總反應式減去已知的一電極反應式得另一電極反應方程式。

二、書寫電極反應的技巧

1.準確判斷兩個電極

例1.將鋅片和鋁片用導線相連,分別插入稀硫酸、濃硫酸中,寫出兩原電池中的電極反應式和電池反應式。

解析:稀硫酸作電解質溶液時,較活潑的鋁被氧化,鋅片上放出氫氣,所以:負極(鋁片):2al—6e—==2al3+ 正極(鋅片):6h+ +6e—==3h2↑

電池反應:2al +6h+ ==2al3+ +3h2↑

濃硫酸作電解質溶液時,因常溫下鋁在濃硫酸中發生鈍化現象,而鋅能與濃硫酸反應,所以此時鋅片作負極,鋁片作正極:

負極(鋅片):zn—2e—==zn2+ 正極(鋁片):4h++so42—+ 2e—==so2↑+ 2h2o

電池反應:zn+2h2so4(濃)==znso4+ so2↑+ 2h2o

2.注意運用電池總反應式

例2.將鉑絲插入koh溶液作電極,然後向兩個電極上分別通入甲烷和氧氣,可以形成原電池。則通入甲烷的一極為電池的______極,這一極的電極反應式為_____________。

解析:甲烷燃燒發生的氧化還原反應為:ch4+2o2 ==co2+ 2h2o,鹼性溶液中co2不可能釋放出去:

co2+2oh—==co32—+3h2o,所以電池總反應式為:ch4 +2o2+2oh—==co32— +3h2o。通甲烷的一極發生氧化反應,故為負極。

正極吸收氧,可看作發生吸氧腐蝕:2o2+ 4h2o+8e— == 8oh—,總反應減去正極反應得負極反應:ch4+10oh——8e—== co32—+7h2o

3.關注電解質溶液的酸鹼性

例3.美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源。

⑴用koh作電解質溶液,電極反應產生的水,經冷凝後又可作為宇航員的飲用水,發生的反應為:2h2+o2==2h2o,則電極反應式分別為___________;

⑵如把koh改為稀h2so4作導電物質,則電極反應式為___________。

解析:在應用電池中,電解質參與電極反應,但在整個反應過程中只起橋樑作用,如酸性電解質,h+參加一個電極反應,但另一電極反應必有h+生成,同時不能出現oh-;鹼性電解質也有類似情況。

答案:⑴負極:2h2—4e—==4h+,正極:o2+4h++4e—==2h2o;

⑵負極:2h2+4oh——4e—==4h2o,正極:o2+2h2o+4e—==4oh—。

4.不能忽視電子轉移數相等

在同一個原電池中,負極失去的電子數必等於正極得到的電子數,所以在書寫電極反應式時,要注意電荷守恆。這樣可避免由總反應式改寫成電極反應式所帶來的失誤,同時也可避免在有關計算中產生誤差。

燃燒電池的電極反應式和總反應式應該怎麼寫?

3樓:匿名使用者

第一步,先寫出燃料電池的總反應方程式;第二步,再寫出燃料電池的正極反應式;第三步,在電子守恆的基礎上用燃料電池的總反應式減去正極反應式即得到負極反應式。下面對書寫燃料電池電極反應式「三步法」具體作一下解釋。

1、燃料電池總反應方程式的書寫

因為燃料電池發生電化學反應的最終產物與燃料燃燒的產物相同,可根據燃料燃燒反應寫出燃料電池的總反應方程式,但要注意燃料的種類。若是氫氧燃料電池,其電池總反應方程式不隨電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性變化而變化,即2h2+o2=2h2o。若燃料是含碳元素的可燃物,其電池總反應方程式就與電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性有關,如甲烷燃料電池在酸性電解質中生成co2和h2o,即ch4+2o2=co2+2h2o;在鹼性電解質中生成co32-離子和h2o,即ch4+2oh-+2o2=co32-+3h2o。

2、燃料電池正極反應式的書寫

因為燃料電池正極反應物一律是氧氣,正極都是氧化劑氧氣得到電子的還原反應,所以可先寫出正極反應式,正極反應的本質都是o2得電子生成o2-離子,故正極反應式的基礎都是o2+4e-=2o2-。正極產生o2-離子的存在形式與燃料電池的電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性有著密切的關係。這是非常重要的一步。

現將與電解質有關的五種情況歸納如下。

⑴電解質為酸性電解質溶液(如稀硫酸)

在酸性環境中,o2-離子不能單獨存在,可供o2-離子結合的微粒有h+離子和h2o,o2-離子優先結合h+離子生成h2o。這樣,在酸性電解質溶液中,正極反應式為o2+4h++4e-=2h2o。

⑵電解質為中性或鹼性電解質溶液(如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液)

在中性或鹼性環境中,o2-離子也不能單獨存在,o2-離子只能結合h2o生成oh-離子,故在中性或鹼性電解質溶液中,正極反應式為o2+2h2o +4e-=4oh-。

⑶電解質為熔融的碳酸鹽(如lico3和na2co3熔融鹽混和物)

在熔融的碳酸鹽環境中,o2-離子也不能單獨存在, o2-離子可結合co2生成co32-離子,則其正極反應式為o2+2co2 +4e-=2co32-。

⑷電解質為固體電解質(如固體氧化鋯—氧化釔)

該固體電解質在高溫下可允許o2-離子在其間通過,故其正極反應式應為o2+4e-=2o2-。

綜上所述,燃料電池正極反應式本質都是o2+4e-=2o2-,在不同電解質環境中,其正極反應式的書寫形式有所不同。因此在書寫正極反應式時,要特別注意所給電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性。

3、燃料電池負極反應式的書寫

燃料電池負極反應物種類比較繁多,可為氫氣、水煤氣、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物質。不同的可燃物有不同的書寫方式,要想先寫出負極反應式相當困難。一般燃料電池的負極反應式都是採用間接方法書寫,即按上述要求先正確寫出燃料電池的總反應式和正極反應式,然後在電子守恆的基礎上用總反應式減去正極反應式即得負極反應式。

燃料電池電極反應式的書寫應用舉例

1、電解質為酸性電解質溶液

例1、科學家預言,燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑,美國已計劃將甲醇燃料用於軍事目的。一種甲醇燃料電池是採用鉑或碳化鎢作電極催化劑,在稀硫酸電解液中直接加入純化後的甲醇,同時向一個電極通入空氣。

試回答下列問題:

⑴這種電池放電時發生的化學反應方程式是 。

⑵此電池的正極發生的電極反應是 ;負極發生的電極反應是 。

⑶電解液中的h+離子向 極移動;向外電路釋放電子的電極是 。

⑷比起直接燃燒燃料產生電力,使用燃料電池有許多優點,其中主要有兩點:首先是燃料電池的能量轉化率高,其次是 。

解析:因燃料電池電化學反應的最終產物與燃料燃燒的產物相同,又且其電解質溶液為稀硫酸,所以該電池反應方程式是2ch3oh+3o2=2co2+4h2o。 按上述燃料電池正極反應式的書寫方法1知,在稀硫酸中,其正極反應式為:

3o2+12h++12e-=6h2o,然後在電子守恆的基礎上利用總反應式減去正極反應式即得負極反應式為:2ch3oh+2h2o-12e-=2co2↑+12h+。由原電池原理知負極失電子後經導線轉移到正極,所以正極上富集電子,根據電性關係知陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。

故h+離子向正極移動,向外電路釋放電子的電極是負極。

答案:⑴2ch3oh+3o2=2co2+4h2o

⑵正極3o2+12h++12e-=6h2o;負極2ch3oh+2h2o-12e-=2co2↑+12h+

⑶正;負 ⑷對空氣的汙染較小

2、電解質為鹼性電解質溶液

例2、甲烷燃料電池的電解質溶液為koh溶液,下列關於甲烷燃料電池的說法不正確的是 ( )

a、負極反應式為ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o

b、正極反應式為o2+2h2o +4e-=4oh-

c、隨著不斷放電,電解質溶液鹼性不變

d、甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大

解析:因甲烷燃料電池的電解質為koh溶液,生成的co2還要與koh反應生成k2co3,故該電池發生的反應方程式是ch4+2oh-+2o2=co32-+3h2o。從總反應式可以看出,要消耗oh-,故電解質溶液的鹼性減小,c錯。

按上述燃料電池正極反應式的書寫方法2知,在koh溶液中,其正極反應式為:o2+2h2o +4e-=4oh-。通入甲烷的一極為負極,其電極反應式可利用總反應式減去正極反應式為ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o。

選項a、b均正確。根據能量轉化規律,燃燒時產生的熱能是不可能全部轉化為功的,能量利用率不高,而電能轉化為功的效率要大的多,d項正確。故符合題意的是c。

3、電解質為熔融碳酸鹽

例3、某燃料電池以熔融的k2co3(其中不含o2-和hco3-)為電解質,以丁烷為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導電效能的稀土金屬材料為電極。試回答下列問題:

⑴寫出該燃料電池的化學反應方程式。

⑵寫出該燃料電池的電極反應式。

⑶為了使該燃料電池長時間穩定執行,電池的電解質組成應保持穩定。為此,必須在通入的空氣中加入一種物質,加入的物質是什麼,它從**來?

解析:由於電解質為熔融的k2co3,且不含o2-和hco3-,生成的co2不會與co32-反應生成hco3-的,故該燃料電池的總反應式為: 2c4h10+13o2=8co2+10h2o。

按上述燃料電池正極反應式的書寫方法3知,在熔融碳酸鹽環境中,其正極反應式為o2+2co2 +4e-=2co32-。通入丁烷的一極為負極,其電極反應式可利用總反應式減去正極反應式求得,應為2c4h10+26co32--52e-=34co2+10h2o。從上述電極反應式可看出,要使該電池的電解質組成保持穩定,在通入的空氣中應加入co2,它從負極反應產物中來。

答案:⑴2c4h10+13o2=8co2+10h2o

⑵正極:o2+2co2 +4e-=2co32-,負極:2c4h10+26co32--52e-=34co2+10h2o

⑶co2 從負極反應產物中來

4、電解質為固體氧化物

例4、一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質是摻雜氧化釔(y2o3)的氧化鋯(zro2)晶體,在熔融狀態下能傳導o2-。下列對該燃料電池說法正確的是 ( )

a. 在熔融電解質中,o2-由負極移向正極

b. 電池的總反應是:2c4h10+13o2 ? 8co2+10h2o

c. 通入空氣的一極是正極,電極反應為:o2+4e-=2o2-

d. 通入丁烷的一極是正極,電極反應為:c4h10+26e-+13o2-=4co2+5h2o

解析:本題以丁烷燃料電池為載體綜合考查了原電池原理涉及的有關「電子流向、電極反應式、總反應式」等內容,因正極上富集電子,根據電性關係,o2-不可能移向正極,a錯。由丁烷的燃燒反應及電解質的特性知該電池的總反應式為2c4h10+13o2 ?

8co2+10h2o,b正確。按上述燃料電池正極反應式的書寫方法5知,在熔融狀態下允許o2-在其間通過,故其正極反應式為o2+4e-=2o2-,c正確。通入丁烷的一極應為負極,d錯。

故符合題意的是b、c。

寫出下列原電池的電極反應和總反應 (1)Fe FeCl3溶液

焦錫茂 1 負極 fe 2e fe 2 正極 2fe 3 2e 2fe 2 總反應fe 2fecl3 3fecl2 2 負極 mg 2e mg 2 正極 2h 2e h2 總反應mg h2so4 mgso4 h2 3 負極 fe 2e fe 2 正極 o2 4e 2h2o 4oh 總反應 4fe o...

化學中電池反應方程式

上弦月涼 1 伏打電池 負極 zn 正極 cu 電解液 h2so4 負極 zn 2e zn2 氧 化 反 應 正極 2h 2e h2 還 原 反 應 化學方程式zn 2h h2 zn2 2 鐵碳電池 負極 fe 正極 c 電解液 h2co3 弱酸性 負極 fe 2e fe2 氧 化 反 應 正極 2...

化學反應總方程式,化學反應方程式

1 nacl 3h2o naclo3 3h22 h2 cl2 2hcl3 2naclo3 4hcl 2nacl 2clo2 cl2 2h2o 然後呢1式乘與2。得 4 2nacl 6h2o 2naclo3 6h2 對齊來 2 3 4 2hcl 4h2o 2h2 2clo2 一式 2 二式 2 三式 ...