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yangyide7109的博客

 
 
 

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【转载】高中化学选修4的辅导十六  

2014-01-23 11:04:27|  分类: 化学辅导 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关于原电池(中)

 7、锂锰一次电池:Li/有机电解液/MnO2

     负极:Li-e-=Li+

     正极:MnO2+e-=MnO2-

     总方程式:Li+MnO2=LiMnO2

8、铅酸蓄电池:Pb/H2SO4/PbO2-Pb

     负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4

     正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

 总方程式:(离子)Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O

           Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

     【蓄电池是一种可逆电池,反应是可逆的。这里写的方程式的正反应是原电池反应,叫做放电;逆反应是电解池反应,叫做充电。以下蓄电池都是。充电时的电极反应式见下节。】

9、镍铁碱性蓄电池:Fe/KOH(30%)/Ni2O3-Ni

      负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2

      正极:Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni(OH)2+2OH-

  总方程式:Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2

10、氢氧燃料电池:C-H2/KOH(30%)/O2-C

      负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O

      正极:O2+2e-+2H2O=4OH-

      总方程式:2H2+O2=2H2O

11、甲烷燃料电池:Pt-CH4/H3PO4(浓)/O2-Pt

      负极:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+

      正极:2O2+8e-+8H+=4H2O

      总方程式:CH4+2O2=CO2+2H2O

12、甲醇燃料电池:Pt-CH3OH/KOH(6mol·L-1)/O2-Pt

       负极:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O

       正极:3O2+12e-+6H2O=12OH-

       总方程式:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

l  怎样根据总反应方程式写原电池的电极反应式:

   【下面先进行实例练习,最后再总结。】

1、有一种甲醇燃料电池是用稀硫酸做电解液的,它的反应方程式是:2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O 试写出它的电极反应式。

先写负极【负极的电极反应式一般较容易写】,找出还原剂(甲醇)和氧化产物(二氧化碳),【如果总方程式已经配平,可以连系数一起写出】同时写出失去的电子数:

  负极: 2CH3OH-12e-= 2CO2 【甲醇中C是-2价】

左边氢多氧少,右边氢少氧多,电解液是酸性【意思是,如果需要氢离子,溶液中有;如果生成氢离子,也能够存在。】。左边补H2O,右边补H+【水和氢离子相比较,水中氢少氧多,所以补在左边。】,并且配平:

  负极: 2CH3OH-12e-+2H2O = 2CO2 +12H+

再写正极【正极反应式可以用总方程式减去负极反应式得到,这里我们直接写。】找出氧化剂(氧气)和还原产物(水)。【怎样知道还原产物是水,而不是水和二氧化碳呢?这是因为二氧化碳一定是氧化产物,所以不能写它。】

   正极:3O2+12e-= 6H2O显然左边再加氢离子就行了:

   正极:3O2+12e-+12H+= 6H2O

检验:两个电极反应式相加,得:

   2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O  与题目给出的对照,正确!2、镍镉蓄电池放电时的方程式是:

   Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 试写出它的电极反应式。

  先写负极,找出还原剂(镉)和氧化产物(氢氧化镉),同时写出失去的电子数:

   负极:Cd-2e-= Cd(OH)2 【生成物为氢氧化物,可能电解液为碱性,意思是可以添加氢氧根离子作为反应物或者生成物。】显然,左边需要添加氢氧根离子:

   负极:Cd-2e-+2OH-= Cd(OH)2

  再写正极, 找出氧化剂(氢氧化氧镍)和还原产物(氢氧化亚镍)。正极:2NiO(OH)+2e-=2Ni(OH)2 【左边氧多氢少,H2O 和OH-比较,水里氢多氧少,所以补在左边,实际上,这一点从总方程式也能够看出。】

   正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH-   【此例从电荷守恒也能够看出氢氧根离子应该补在哪一边。】

检验:两个电极反应式相加,得:

Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2  与题目给出的对照,正确!

3、镍氢电池有逐渐取代镍铬电池的趋势,已知电池的总反应为: H2+2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 试写出它的电极反应式。

 负极:【此例中的氧化产物与还原产物为同一种,生成物为氢氧化物,可能电解液为碱性,所以,氢气的氧化产物只能够写成氢氧根离子或水,不能含镍元素。那么应该写成氢氧根离子?还是水呢?可以经过试写确定,经过试写可知,氧化产物写成氢氧根离子无法配平,所以写成水。】

H2-2e-=H2O 显然左边需要添加氢氧根离子。

负极:H2-2e-+2OH-= 2H2O

正极:同上例2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2 +2OH-

检验:两个电极反应式相加,得:H2+2NiO(OH) = 2Ni(OH)2

与题目给出的对照,正确!

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