2019高中化学第1部分小专题大智慧(二)讲义原电池电极反应式的书写技巧(含解析)苏教版

发布于:2021-06-24 16:40:14

原电池电极反应式的书写技巧
*年来,新型电源在高考中出现的频率较高,而电池工作时电极反应式的书写又是新型 电源中的难点。通常依据原电池的工作原理,准确判断电极,正确书写电极反应式是解答电 化学问题的核心。这类题目陌生度高,但知识的落点较低,一般考查中学化学原电池的基本 原理。考生在明确原电池原理的基础上,进行适当的题目训练,就可掌握此类题目的突破方 法。
1.根据装置书写电极反应 (1)先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物质。 (2)电极反应式的书写 ①负极:一般为活泼金属失去电子生成阳离子,也可以是 H2、CH4 等;若电解质溶液中 的阴离子与生成的阳离子不共存,则该阴离子应写入负极反应。如铅蓄电池,负极反应为: Pb+SO24--2e-===PbSO4。 ②正极:阳离子得到电子或 O2 得到电子,若反应物是 O2,则有以下规律: 电解质溶液呈碱性或中性:O2+2H2O+4e-===4OH-; 电解质溶液呈酸性:O2+4H++4e-===2H2O。 (3)正、负电极反应相加得电池总反应。 2.给出总反应,写电极反应式 (1)逐步分析法
(2)寻找易写电极反应突破法 根据总反应方程式和电解质特点,写出较易写的电极反应,然后用总反应减去该电池反 应可得另一极的电极反应。
如 CH4 酸性燃料电池中: CH4+2O2===CO2+2H2O……总反应

2O2+8H++8e-===4H2O……正极反应式 CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+……负极反应式
1.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已研制成 功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为 Li+MnO2===LiMnO2,下列说法中正确的是( )
A.Li 是正极,电极反应为 Li-e-===Li+ B.Li 是负极,电极反应为 Li-e-===Li+ C.Li 是负极,电极反应为 MnO2+e-===MnO-2 D.Li 是负极,电极反应为 Li-2e-===Li2+ 解析:选 B 本题根据总反应式可判断 Li 被氧化,应为负极材料,其失电子成为 Li+, 正极放电的为 MnO2。 2.科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器使用的电池是以 Pt 和 Zn 为电极材料,依 靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和 Zn2+进行工作。回答下列问题: (1)正极材料是________,电极反应式是_________________。 (2)负极材料是________,电极反应式是_________________。 解析:Zn 比 Pt 活泼,Zn 作为原电池的负极,Zn 失去电子,Pt 作为原电池的正极,因 人体内液体不可能呈较强酸性,故正极上 O2 得到电子,发生还原反应。 答案:(1)Pt O2+2H2O+4e-===4OH- (2)Zn Zn-2e-===Zn2+ 3.*年来,有科学家在研究利用发电厂产生的 SO2 制成原电池,其电池反应方程式为 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,该电池为 1.06 V。 (1)写出各电极反应式: 负极:_______________________________________; 正极:_______________________________________。 (2)这种方法处理发电厂废气中 SO2 的优点是___________________________。 解析:由电池反应的化学方程式可知,SO2 中硫元素的价态由+4 升高到 SO24-中的+6 价,SO2 发生氧化反应,是原电池负极上发生的反应,其电极反应式为 SO2+2H2O-2e-===SO24- +4H+。反应中 O2 获得电子发生还原反应,是原电池正极上发生的反应,其电极反应式为 O2 +4H++4e-===2H2O。 答案:(1)SO2+2H2O-2e-===SO24-+4H+ O2+4H++4e-===2H2O (2)从环保的角度看,利用上述电池,可以在回收 SO2 的同时得到副产品 H2SO4,并减少 环境污染,又能在回收过程中获得电能,一举多得 4.已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl2 溶液、Fe2(SO4)3 溶液、硫酸。按要求回答下列问题: (1) 电 工 操 作 上 规 定 : 不 能 把 铜 导 线 和 铝 导 线 连 接 在 一 起 使 用 , 请 说 明 原 因 ________________________________________________________________________。 (2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池? ________。若能,请写出电极反应式,负极:_________________________, 正极:______________________________________。 (若不能,后两空不填) (3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电 池的正、负极)。

解析:(1)当 Cu、Al 导线连接时,接触到潮湿的空气易形成原电池,使活泼的铝被氧化 而腐蚀。
(2)因为 Fe2(SO4)3 能与 Cu 发生反应:Fe2(SO4)3+Cu===CuSO4+2FeSO4,因此根据给出条 件可以设计成原电池,其中负极为 Cu,电极反应为 Cu-2e-===Cu2+,正极为石墨,电极反 应为 2Fe3++2e-===2Fe2+。
(3)因为反应为 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,所以负极为 Fe,正极可为 Cu、Ag 或石墨,电 解质为硫酸,即可画出装置图。
答案:(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而使铝被腐蚀 (2)能 Cu-2e-===Cu2+ 2Fe3++2e-===2Fe2+
(3)


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