《2022秋高中化學 專題講座（三）判斷原電池的正、負極及電極反應(yīng)式的書寫學案 魯科版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022秋高中化學 專題講座（三）判斷原電池的正、負極及電極反應(yīng)式的書寫學案 魯科版選修4（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022秋高中化學 專題講座（三）判斷原電池的正、負極及電極反應(yīng)式的書寫學案 魯科版選修4 1．判斷原電池的正、負極。 (1)由組成原電池的兩極電極材料判斷。一般是活潑性較強的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極(注：一定要注意實際情況，如：Mg—Al—NaOH，Al才是負極；Al—Cu—濃硝酸，Cu才是負極)。 (2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。 (3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負極。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池

2、的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)(負失氧)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)(正得還)。 (5)根據(jù)原電池的兩極發(fā)生的現(xiàn)象判斷。溶解或質(zhì)量減輕的電極為負極，電極增重(有金屬析出)或有氣泡放出的一極為正極(此規(guī)則具有相當?shù)木窒扌裕捎糜谝恍┓浅Ｒ?guī)的原電池的電極判定，如Al—Cu—稀硫酸，但不適用于目前許多的新型燃料電池的電極的判定)。 學習中常犯的錯誤是原電池正負極的判斷，不一定是較活潑的金屬一定作負極，而要看是否發(fā)生氧化反應(yīng)。如：鐵、銅和濃硝酸組成的原電池，雖然鐵的活潑性比較強，但不能與濃硝酸反應(yīng)，而銅可以，因此銅作負極，鐵作正極。 2．電極反應(yīng)式的書寫。 (1)一般電極反應(yīng)式的書寫。

3、(2)復雜電極反應(yīng)式的書寫。 ＝－ 如書寫CH4在酸性燃料電池中 總反應(yīng)式為：CH4＋2O2===CO2＋2H2O 正極反應(yīng)式：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O 負極反應(yīng)式：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ (3)注意問題。 ①書寫電極方程式時一定要考慮電解質(zhì)溶液的酸堿性，如氫氧燃料電池，在酸性溶液中，負極反應(yīng)：H2－2e－===2H＋；在堿性溶液中負極反應(yīng)為：2H2＋4OH－－4e－===2H2O。 ②原電池中正、負極電極反應(yīng)式，對于強弱電解質(zhì)的書寫形式，一般要求與離子方程式相同。 (4)題目給定總反應(yīng)式。 ①分析化合價，確定電極反應(yīng)物與產(chǎn)物，按照負極發(fā)生

4、氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)的原理，寫出正、負電極的反應(yīng)物與產(chǎn)物。 ②在反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù)，使得失電子守恒。 ③根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式。 [練習]____________ ____________________________ 1．一種燃料電池中發(fā)生的化學反應(yīng)為在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應(yīng)是(　　) A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O

5、2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 解析：燃料電池中，負極燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即負極反應(yīng)中不可能有氧氣參與。 答案：C 2．固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是(　　) A．有O2參加反應(yīng)的a極為電池的負極 B．b極的電極反應(yīng)式為H2－2e－＋O2－===H2O C．a(chǎn)極對應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．該電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O 解析：因為

6、電子從b電極流向a電極，所以b電極為負極，H2在該極發(fā)生氧化反應(yīng)；a電極為正極，O2在該極發(fā)生還原反應(yīng)。由此推斷該原電池的負極反應(yīng)為H2－2e－＝2H＋，正極電極反應(yīng)式為O2＋2e－＝O2－，則電池總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O。 答案：D 3．天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時LiCoO2中Li被氧化，Li＋遷移并以原子形式嵌入電池負極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2＋C6CoO2＋LiC6，下列說法正確的是(　　) A．充電時，電池的負極反應(yīng)為LiC6－e－===Li＋＋C6 B．放電時

7、，電池的正極反應(yīng)為CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2 C．羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì) D．鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低 解析：充電時，Li被氧化，電池負極反應(yīng)為C6＋Li＋＋e－===CiC6，故A項錯誤；由于Li為活潑金屬，可與羧酸、醇等物質(zhì)反應(yīng)，故C項錯誤；由于Li的摩爾質(zhì)量較小，所以鋰電池的比能量應(yīng)較高，故D項錯誤。 答案：B 4．(1)我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，該電池的負極反應(yīng)式：______________

8、； 正極反應(yīng)式：__________________________________________。 (2) 如圖所示，A為銅片，B為鐵片，溶液為FeCl3。則銅片作______極(填“正”或“負”) 正極反應(yīng)式： __________________________________________； 負極反應(yīng)式：__________________________________________。 解析：(1)根據(jù)反應(yīng)方程式知，正極為O2發(fā)生還原反應(yīng)生成 OH－，負極為Al，負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Al3＋。 (2)根據(jù)正、負極材料的活潑性知，鐵片作負極，銅片作正極；

9、正極上Fe3＋得電子生成Fe2＋。 答案：(1)4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ (2)正　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋ 5．(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的反應(yīng)式為_________________________________________________， 正極的反應(yīng)式為________________________。 (2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiOOH作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池，電池

10、充放電時的總反應(yīng)為：NiOOH＋MH===Ni(OH)2＋M。 ①電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為______________________。 ②充電完成時，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiOOH，若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生還原反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此電極反應(yīng)式為________________。 解析：(1)燃料電池一般可采用加減法書寫，酸性電解液正極通入氧氣發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，調(diào)整系數(shù)后，用總反應(yīng)－正極的電極反應(yīng)式就得到負極的電極反應(yīng)式。(2)①根據(jù)總反應(yīng)，負極化合價降低，即MH失去1個電子轉(zhuǎn)化為M結(jié)合堿性環(huán)境和元素補給法，很容易寫出電極反應(yīng)式；②由電解質(zhì)溶液呈堿性可知氧氣被還原為OH－，所以其電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 答案：(1)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ O2＋6H＋＋6e－===3H2O (2)①MH＋OH－－e－===M＋H2O ②2H2O＋O2＋4e－===4OH－