原电池中电极反应式的书写.docVIP

原电池中电极反应式的书写 1、? ① 了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。 ② 能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。 过程与方法 ① 通过原电池原理的分析，培养学生观察能力与分析思维能力。 ② 体验发现问题、解决问题的过程。 3、? ① 激发学生的学习兴趣。 ② 体验科学探究的严谨。 电化学学习中电极反应式的书写成为学生学习这部分知识的拦路虎，掌握电极反应式的书写规律和技巧是学好电化学的前提。 （知识回顾） 形成原电池的条件： 1、有两个电极，正负极；2、要有电解质；3、闭合回路。 练一练 判断六组装置能否发生原电池反应？为什么？ 一、原电池电极反应式的书写　　（一）原则：　　负极：失电子，发生氧化反应（一般是负极本身失电子）　　正极：得电子，发生还原反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子，但也可能是O2在正极上得电子（吸氧腐蚀），或正极本身得电子）　　总反应式（电池反应） 正极反应式 + 负极反应式　　对于可逆电池，一定要看清楚“充电、放电”的方向。放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。　　（二）具体分类判断　　1.第一类原电池：两个活泼性不同的电极 金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物 ；电解质溶液，至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应，一般是置换反应；两电极插入电解质溶液中且用导线连接。　　方法：先找出两极相对活泼性，相对活泼的金属作负极，负极失去电子发生氧化反应，形成阳离子进入溶液；较不活泼的金属作正极，溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应，析出金属或氢气，正极材料不参与反应。如：Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg。 但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al（Mg与NaOH溶液不反应，Al是两性金属，可以与NaOH溶液反应）。再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在 （得失电子不能同时在同极上发生），不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。　　如：Mg、Al在碱性环境中构成的原电池　　解析：在碱性环境中Al 比 Mg活泼，其反实质为Al与碱溶液的反应：2Al+2OH-+6H2O 2AlO2-+3H2↑+4H2O　　负极：2Al - 6e- + 8OH- 2AlO2- + 4H2O　　正极：6H2O + 6e- 3 H2↑ + 6OH-　　注意：Al-3e- Al3+，此时Al3+在碱性环境不能稳定存在，会与OH-（过量）结合转化为AlO2-　　2.第二类原电池： 两个活动性不同的电极； 任何电解质溶液 酸、碱、盐皆可 ； 形成回路。 这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应，电解质溶液只起导电作用。正极一般是吸氧腐蚀的电极反应式：O2＋2H2O＋4e- ＝ 4OH－。微电池 即若干微小的原电池 为不正规的原电池。合金或不纯的金属在潮湿空气中就能形成微电池。电化学腐蚀即微电池腐蚀，依然是原电池原理。一般原电池和微电池的区别在于前者中两个电极不直接接触，故前者电流是在导线中流动，而后者电流是在金属体内部流过。微电池腐蚀分为析氢腐蚀 发生在酸性较强的溶液里，正极上H+被还原 和吸氧腐蚀 发生在中性、碱性或极弱酸性溶液里，正极上是氧气被还原：O2＋2H2O＋4e- ＝4OH－ 。　　3.燃料电池：　　燃料电池的电极反应（主要是负极的电极方程式）是一个难点。我们知道，一般的燃料电池大多是可燃性物质（主要是可燃性气体）与氧气及电解质溶液共同组成的原电池，虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应，但其总反应方程式是可燃物在氧气中燃烧。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应，再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式，从而得到总反应方程式。由于在反应中氧气由0价变为－2价，所以肯定是O2得电子，即O2作氧化剂是正极，即可写出正极的电极反应式：O2+4e+2H2O 4OH- ① 该反应式为常见的绝大多数燃料电池的正极反应式 。若此时电解质溶液为酸性，则反应过程可以理解为：正极上首先发生： O2+4e- 2O2- 由于在酸性环境中大量存在H+ 故O2-会与H+结合成H2，故正极反应式应为：O2+4e-＋4H+＝2H2O 若电解质为中性或碱性时，则正极反应式就只是。此时负极反应式就可由总电极方程式减去正极的电极方程式得到（注意要将方程式中的氧气抵消掉）。　　（1）直接法书写电极反应式：（以氢氧燃料电池为例）　　解析：H2、O2燃料电池中反应实质为：2H2+O2 2HO　　电极上H2-2e- 2H+ O2+4e- 2O2-　　在不同环境中H+、O2-会与电解质发生不同的反应，故电极反应也相应不同：　　、酸性环境中：H+能稳定存在，O