电化学电极反应式和总反应方程式书写技巧李有恒(滕州一中 山东滕州 277500)
摘要:电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。
关键词:电极反应式;总反应方程式
电化学是高中化学中一个重要的知识点,也是高考中一个重要的考点,有关电化学中电极反应式和总反应方程式的书写,是重要的考点,也是难点。根据自己的教学心得,把有关电极反应式和总反应方程式的书写技巧总结如下。
1化学电源电极反应式和总反应方程式的书写
化学电源的本质是自发进行的氧化还原反应,依据氧化剂、还原剂的来源不同,把化学电源电极反应式和总反应方程式的书写分为以下四种情况:
1.1物质与电解质溶液间的氧化还原反应
特征:电解质溶液做氧化剂,物质做还原剂(物质可以是负极材料或在负极区加入的具有还原性的物质)。
书写步骤:
⑴写出物质与电解质溶液(足量)间的化学反应方程式,此式即是电池反应的总反应方程式,把总反应方程式改写为离子反应方程式。
⑵写出负极的电极反应式,一般为金属单质,M-ne===Mn+,考虑Mn+在电解质溶液中的稳定存在形式,若稳定此式即为负极的电极反应式,若不稳定写出相应的离子反应方程式,将两式叠加得负极的电极反应式;其它还原性物质依据具体环境写出相应的负极电极反应式。
⑶用总反应的离子方程式减去负极的电极反应式消去还原剂,得正极的电极反应式。 例1设计如图所示的原电池,试写出电极反应式和总反应方程式。
-解析:此电池负极材料做还原剂,电解质溶液做氧化剂,依据书写步骤可得: 总反应方程式:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH4]+3H2↑ 总反应离子方程式:2Al+2OH+6H2O===2[Al(OH4]+3H2↑ ①
1 --
Al-3e===Al3 ② Al3+4OH=== [Al(OH4] ③
②+③,得 负极:Al-3e+4OH=== [Al(OH4] ④ ①—④×2,得 正极:6H2O+6e===6OH+3H2↑ 1.2两极材料间的氧化还原反应
特征:负极材料(一般为金属单质)做还原剂,正极材料(一般为金属氧化物)做氧化剂。 书写步骤:
⑴写出两极材料间的基本反应,生成相应的离子,未参与氧化还原的以简单离子形式存在,考虑各种离子在电解质溶液中的稳定存在形式,即各自发生的离子反应,将各式叠加,消去中间离子得总反应的离子方程式。
⑵写出负极的电极反应式,M-ne===Mn+,考虑Mn+在电解质溶液中的稳定存在形式,若稳定此式即为负极的电极反应式,若不稳定写出相应的离子反应方程式,将两式叠加得负极的电极反应式。
⑶用总反应的离子方程式减去负极的电极反应式消去还原剂,得正极的电极反应方程式。 注:此类电池一般为可充电电池,充电时的电极反应式和总反应方程式即以上各式的逆反应。 例2铁镍蓄电池又称爱迪生电池,碱性条件下由Fe与Ni2O3组成,试写出电极反应式和总反应方程式。 解析:此电池负极材料Fe做还原剂,正极材料Ni2O3做氧化剂,依据书写步骤可得: Fe+Ni2O3===Fe2+2Ni2+3O2 ① 电解质溶液为碱性,各离子反应为: Fe2+2OH===Fe(OH2 ② Ni2+2OH===Ni(OH2 ③ O2+H2O===2OH