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微专题3 电池电极反应式书写方法汇总
1.简单原电池电极反应式的书写
书写简单原电池电极反应式时,可按照负极活泼金属失去电子生成阳离子,发生氧化反应,正极阳离子得到电子生成单质,发生还原反应的规律进行书写。首先判断出电极反应产物,然后结合电极反应物及转移电子数量写出电极反应式,最后结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。两电极反应式相加则得到电池总反应。
例1 研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源,该电池以金属锂为负极材料,以碳素钢为正极材料,LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。
(1)该电池负极的电极反应式为:________________________________________________。
(2)正极的电极反应式:________________________________________________________,
电池总反应:________________________________________________________________。
(3)放电时OH-向________极移动,Li+向________极移动(填“正”或“负”)。
答案 (1)2Li-2e-===2Li+ (2)2H2O+2e-===H2↑+2OH- 2Li+2H2O===2LiOH+H2↑ (3)负 正
变式1 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,铝合金为负极,空气为正极。下列说法正确的是( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时,正极电极反应式均为O2+2H2O+4e-===4OH-
B.以NaOH溶液为电解质溶液时,负极电极反应式为Al+3OH--3e-===Al(OH)3
C.以NaOH溶液为电解质溶液时,电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
答案 A
解析 电池工作时,正极上O2得到电子被还原,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,A项正确;电解质溶液为NaOH溶液时,在负极上产生的是NaAlO2,而不是Al(OH)3,B项错误;电池总反应为4Al+3O2+4NaOH===4NaAlO2+2H2O,电池工作过程中消耗NaOH,电解质溶液的pH减小,C项错误;电池工作时,电子通过外电路由负极流向正极,D项错误。
2.根据总反应写电极反应式
若题中给出总反应,可根据化合价的变化,分析此反应中的氧化反应(负极反应)和还原反应(正极反应),然后写出其中较简单的电极反应式,另一电极反应式可用总反应减去已写出的电极反应式得到。
例2 根据下列原电池的总反应,写出其电极反应式。
(1)利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备硫酸铜,若将该反应设计为原电池,其负极的电极反应式是_________________________________________________________,
正极的电极反应式是__________________________________________________________。
(2)某原电池总反应为2FeO+3H2===Fe2O3+4OH-+H2O,在该原电池中:
负极的电极反应式是__________________________________________________________;
正极的电极反应式是__________________________________________________________。
答案 (1)2Cu-4e-===2Cu2+ O2+4e-+4H+===2H2O
(2)3H2-6e-+6OH-===6H2O 2FeO+5H2O+6e-===Fe2O3+10OH-
解析 (1)将总反应方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应,还原剂在负极上发生氧化反应:2Cu-4e-===2Cu2+;氧化剂在正极上发生还原反应:O2+4e-+4H+===2H2O。(2)将总反应方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应,还原剂在负极上发生氧化反应:3H2-6e-+6OH-===6H2O;氧化剂在正极上发生还原反应:2FeO+5H2O+6e-===Fe2O3+10OH-。
变式2 一种新型的电池,总反应为3Zn+2FeO+8H2O===2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.Zn电极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn电极流到石墨电极,再经过溶液回到Zn电极,形成回路
D.石墨电极上发生的电极反应为FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3↓+5OH-
答案 C
解析 Z