原則
電極反應式的書寫
原則電極反應都是氧化還原反應,要遵循質量守恆、電子守恆及電荷守恆。除此之外還要遵循:
1.加和性原則:兩電極反應式相加,消去電子後得電池總反應式。利用此原則,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。
2. 共存性原則:鹼性溶液中CO不可能存在,也不會有H+參加反應或生成;同樣酸性溶液,不會有OH 參加反應或生成。根據此原則,物質得失電子後在不同的介質環境中所存在的形式不同。我們可以根據電解質溶液的酸鹼性來書寫,確定HO,OH , H 在方程式的左邊還是右邊。
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 ==2Al 正極(鋅片):6H + 6e ==3H↑電池反應:2Al + 6H ==2Al + 3H↑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 ==Zn 正極(鋁片):4H + SO4 + 2e ==SO↑ + 2HO 電池反應:Zn + 2HSO(濃)==ZnSO+ SO↑+ 2HO
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:CH+ 2O ==CO+ 2HO,鹼性溶液中CO不可能釋放出去:CO+ 2OH ==CO + HO,所以電池總反應式為:CH + 2O+ 2OH ==CO + 3HO。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:2O+ 4HO + 8e == 8OH ,總反應減去正極反應得負極反應:CH+ 10OH - 8e == CO + 7HO
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,經冷凝後又可作為太空人的飲用水,發生的反應為:2H+ O==2HO,則電極反應式分別為___________; ⑵如把KOH改為稀HSO作導電物質,則電極反應式為___________。解析:在套用電池中,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:2H+ 4OH - 4e ==4HO,正極:O+ 2HO + 4e ==4OH ;⑵負極:2H- 4e ==4H ,正極:O+ 4H + 4e ==2HO。
4.充分利用電荷守恆原則在同一個原電池中,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。