高中化学 电极反应方程式的书写.doc

电极反应方程式的书写
考纲解读：高考中原电池是考试的热点和重点 对基本的电极反应和基本原理一定要清楚 高考中一般4—8分左右，考察形式主要以选择题及综合题，偶有可能在实验题中考察。
教学目标：
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
思考与讨论: 1、干电池是怎样供电的？为什么时间久了会变稀？
2、汽车靠什么驱动，驱动电源从何而来？
3、怎样用化学手段治疗心血管疾病？
4、CNG是什么？你在哪里见过？
教学内容;
一、有关原电池的基本概念
1．概念
把________能转化为________能的装置。
2．工作原理
以锌铜原电池为例

电极名称
负极
正极
电极材料
Zn
Cu
电极反应式

反应类型

电子流向
由Zn沿导线流向Cu
电流流向

盐桥中离子移向

反应现象

注意：牢记并灵活应用铜锌原电池的工作原理，

3．原电池构成条件
(1)两个____________的电极。
(2)将电极插入________________中。
(3)用导线连接电极构成__________。
(4)能自发进行的____________。

4．正、负极判断

总结归纳：
(1)电解质溶液中阴离子向负极、阳离子移向正极，阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(2)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。而是通过阴阳离子的定 向移动联通闭合回路。
(3)原电池的负极发生氧化反应失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
(4)原电池电极的“正”极与“负”极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
二、常见化学电源
1．碱性锌锰干电池—一次电池（也是生活中经常使用的电源）正极为铜冒，负极为锌片，放完电后电池变稀。中间的碳棒起到连接正负极的作用。
总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
正极反应：_______________________________________________________________
负极反应：_______________________________________________________________。
2．二次电池(可充电电池)
铅蓄电池的构造主要有正（负）极板，隔板，电解液，槽壳，连接条和极桩等组成。铅蓄电池是最常见的二次电池，汽车常用电池负极材料是____，正极材料是______。
作用：它是一种将化学能转变成电能的装置，属于直流电源，它的作用有
（1）启动发动机时，给起动机提供强大的起动电流（一般高达200~600A）。
（2）当发电机过载时，可以协助发电机向用电设备供电。
（3）当发动机处于怠速时，向用电设备供电。
（4）当发电机端电压高于铅蓄电池的电动势时，将一部分电能转变为化学能储存起来，也就是进行充电
反应原理：
(1)放电时的反应
①负极反应：________________________________________________________________
②正极反应：________________________________________________________________
③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
(2)充电时的反应
①阴极反应：________________________________________________________________
②阳极反应：________________________________________________________________
③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4
3、 高新科技电池
心脏起搏器的基本原理是利用外来电流刺激,引起心肌兴奋收缩,实现对一些严重的窦房结功能障碍、心脏传导阻滞及其他心脏病急救的人工起搏,从而维持正常的心脏舒缩功能。作为治疗诊断心血管疾病的重要手段,随着数字技术的发展,加之心血管疾病的高患病率,其必将成为最重要的生命支持系统之一。
Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________。
总结：原电池电极反应式的书写程序
“加减法”书写电极反应式
(1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式（与离子共存原理相同）；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性， 则水必须写入正极反应式中，且O2生成
OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。
(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
3．燃料电池
甲烷燃料电池（CNG）是目前比较成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

酸性
碱性
负极反应式

正极反应式

电池总
反应式

燃料电池电极反应式的书写程序
电极：惰性电极。
燃料包含：H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH)等。
电解质包含：
①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；
②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；
③熔融氧化物，如Y2O3；（三氧化二钇）
④熔融碳酸盐，如K2CO3等。

第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O　①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O
第二步：标出得失电子总数，写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－
(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式.
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。

同步练习：
一、课本习题回扣
1．(选修4P78－2)铅蓄电池充电时，PbSO4 (　　)
A．在阳极生成
B．在阴极生成
C．在两个电极上生成
D．在两个电极上除去
1．(选修4P78－3)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
由此可知，该电池放电时的负极是 (　　)
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2
C．Cd D．NiO(OH)
二，高考真题回顾
1、(2011·课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是 (　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

2、（2012福建理综）根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂­饱和KNO3溶液。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是________________________________。
(2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式：
银电极：__________________________________________________________________；
X电极：__________________________________________________________________。
(3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。
(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是__________(填序号)。
A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO
(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。Ag电极能否被石墨代替_____。

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