(讲义)第2章 第3节 讲评拓展课2 原电池电极反应式的书写、化学反应速率及化学平衡的图像问题-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(鲁科版2019)

讲评拓展课2　原电池电极反应式的书写、化学反应速率及化学平衡的图像问题 1．了解常见化学电源的工作原理，能正确写出其电极反应式，培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。 2．了解化学反应速率及化学平衡图像的种类及解答技巧，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。 电极反应与电池总反应的书写步骤、技巧以及注意事项 1．电极反应式书写的一般步骤 2．书写技巧 (1)拆分法 若已知电池的总反应方程式，先分析元素化合价，确定正、负极的反应物和生成物以及电子转移数目，将氧化还原反应拆分为氧化反应(负极发生氧化反应)和还原反应(正极发生还原反应)，根据电荷守恒、原子守恒配平，从而得出正、负极的电极反应式。 (2)加减法 正极反应式加负极反应式等于总反应式，如果已知电池的总反应式，要求写出电极反应式，可以先写出较易写出的电极反应式，然后用总反应式减去较易写出的电极反应式，即可得出较难写出的复杂的电极反应式。 如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中，利用总反应式与易写的正极反应式得出负极反应式。 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极反应式：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极反应式：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3．注意事项 (1)两电极得失电子数目相等。 (2)电极反应式常用“===”而不用“―→”表示。 (3)电极反应式中若有气体生成，需要加“↑”；而弱电解质或难溶物均以化学式表示，其余用离子符号表示。 (4)书写电极反应式时要保证电荷守恒、原子守恒，可在电极反应式一端根据需要添加H＋、OH－或H2O。 【典例1】　现有以下两种乙醇(C2H5OH)燃料电池。按要求回答下列问题。 (1)碱性乙醇燃料电池 ①碱性乙醇燃料电池中，电池的总反应为________________________，电极a上发生的电极反应为___________________________________________________。 ②在碱性乙醇燃料电池中，消耗5.6 L(标准状况下)的氧气，电路中有________ mol的电子发生了转移。 ③开始放电时，正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应为_____________________ ___________________________________________________________________。 [解析]　(1)①在碱性环境中二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，碱性乙醇燃料电池的总反应为C2H5OH+3O2+4OH-===2C+5H2O；电极a是负极，电极反应为C2H5OH-12e-+16OH-===2C+11H2O。②在碱性乙醇燃料电池中，消耗5.6 L(标准状况下)的氧气即=0.25 mol，转移电子的物质的量为0.25 mol×4=1 mol。③放电时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近溶液的pH增大。 (2)酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，其电极反应为O2+4e-+4H+2H2O。 [答案]　(1)①C2H5OH+3O2+4OH-===2C+5H2O　C2H5OH-12e-+16OH-===2C+11H2O　②1　③增大　(2)O2+4H++4e-2H2O 1．纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。关于该电池的下列叙述不正确的是(　　) A．正极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ B．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应 C．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极 D．使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极 D　[银元素的化合价降低被还原，Ag2O为正极，正极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，故A正确；Zn失电子作负极，发生氧化反应，Ag2O得电子作正极，发生还原反应，故B正确；Zn作负极，Ag2O作正极，所以电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，C正确；溶液中是离子的定向移动形成电流，使用时溶液中电流的方向是由Zn极流向Ag2O极，故D不正确。] 2．(1)用KOH溶液作电解质，发生反应2H2＋O22H2O，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式分别为________、 ____________________________________________________________________。 (2)如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液