2020化学新学案人教必修二增分练第二章专题讲座三解析

专题讲座(三)原电池电极反应式的书写1．一般电极反应式的书写思路列物质标得失按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量↓看环境配守恒电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平↓两式加验总式两电极反应式相加，与总反应式对照验证。2．常见化学电源电极反应式的书写电极电极材料实例负极较活泼金属作负极时，电极本身被氧化若生成的阳离子不与电解质溶液反应其产物可直接写为金属阳离子，如Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋若生成的金属阳离子与电解质溶液反应其电极反应为两反应合并后的反应，如铅蓄电池负极反应为Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4负极材料本身不反应如氢氧(酸性)燃料电池，负极反应为H2－2e－===2H＋；氢氧(碱性)燃料电池，负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O正极书写时总的原则是首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒；其次确定该微粒得电子后生成什么物质如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；氢氧(碱性)燃料电池，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－3.书写复杂电极反应式的方法——加减法(1)写出总反应。如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。(2)写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)。(3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。[练习]________________________________________1．(1)有一种燃料电池，总反应式为2H2＋O2=====KOH2H2O，则负极的电极反应式为_______________；正极是___________________。(2)如将(1)中的电解质由KOH改为稀硫酸，则电极反应式为______________，____________________。两者的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH变化是______________________________。(3)如把H2改为CO，KOH作导电解质，则电极反应式为______________________，______________________。解析：(1)由该电池的总反应式及原电池的概念可知，H2在反应中被氧化，应在负极上反应；O2被还原，应在正极上反应，又因在碱性条件下不可能有H＋参加或生成，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)若将碱性溶液换成酸性溶液，此时不可能有OH－参加或生成，负极反应式为2H2－4e－===4H＋；正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。由于前者在碱性条件下反应，KOH量不变，但原电池工作时，H2O增多，溶液变稀，pH将变小；而后者为酸性溶液，H2SO4量不变，H2O增多，溶液酸性减弱，故pH将变大。(3)如把H2改为CO，用KOH作导电物质，CO生成的CO2与碱反应生成CO2－3，则负极反应式为2CO＋8OH－－4e－===2CO2－3＋4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。答案：(1)2H2＋4OH－－4e－===4H2OO2(2)负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O前者变小，后者变大(3)负极：2CO＋8OH－－4e－===2CO2－3＋4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－2．高铁电池的总反应为：3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH充电放电3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，以KOH作电解液。写出放电时的电极反应式：负极：________________________________________________；正极：________________________________________________。解析：注意，放电是按总反应从右往左进行，故根据元素补给法第一步可写出：负极Zn－2e－===Zn(OH)2，正极FeO2－4＋3e－===Fe(OH)3。第二步，负极明显左边补OH－配平得Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正极左边需补H，右边需补O，碱性环境H2O含H量高，用H2O补H，OH－含O量高，用OH－补氧，可得：FeO2－4＋H2O＋3e－===Fe(OH)3＋OH－，配平即得FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－。答案：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－