2018秋高中化学专题讲座三判断原电池的正负极及电极反应式的书写学案鲁科版选修.docx

专题讲座(三)判断原电池的正、负极及电极反应式的书写1判断原电池的正、负极。(1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注：一定要注意实际情况，如：MgAlNaOH，Al才是负极；AlCu浓硝酸，Cu才是负极)。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应(负失氧)，其正极总是得电子发生还原反应(正得还)。(5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极，电极增重(有金属析出)或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性，可用于一些非常规的原电池的电极判定，如AlCu稀硫酸，但不适用于目前许多的新型燃料电池的电极的判定)。学习中常犯的错误是原电池正负极的判断，不一定是较活泼的金属一定作负极，而要看是否发生氧化反应。如：铁、铜和浓硝酸组成的原电池，虽然铁的活泼性比较强，但不能与浓硝酸反应，而铜可以，因此铜作负极，铁作正极。2电极反应式的书写。(1)一般电极反应式的书写。(2)复杂电极反应式的书写。如书写CH4在酸性燃料电池中总反应式为：CH42O2=CO22H2O正极反应式：2O28H8e=4H2O负极反应式：CH42H2O8e=CO28H(3)注意问题。书写电极方程式时一定要考虑电解质溶液的酸碱性，如氢氧燃料电池，在酸性溶液中，负极反应：H22e=2H；在碱性溶液中负极反应为：2H24OH4e=2H2O。原电池中正、负极电极反应式，对于强弱电解质的书写形式，一般要求与离子方程式相同。(4)题目给定总反应式。分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正、负电极的反应物与产物。在反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。根据质量守恒配平电极反应式。练习_ _1一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)=H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH解析：燃料电池中，负极燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应，即负极反应中不可能有氧气参与。答案：C2固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A有O2参加反应的a极为电池的负极Bb极的电极反应式为H22eO2=H2OCa极对应的电极反应式为O22H2O4e=4OHD该电池的总反应式为2H2O2=2H2O解析：因为电子从b电极流向a电极，所以b电极为负极，H2在该极发生氧化反应；a电极为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应为H22e2H，正极电极反应式为O22eO2，则电池总反应式为2H2O2=2H2O。答案：D3天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是()A充电时，电池的负极反应为LiC6e=LiC6B放电时，电池的正极反应为CoO2Lie=LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析：充电时，Li被氧化，电池负极反应为C6Lie=CiC6，故A项错误；由于Li为活泼金属，可与羧酸、醇等物质反应，故C项错误；由于Li的摩尔质量较小，所以锂电池的比能量应较高，故D项错误。答案：B4(1)我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，该电池的负极反应式：_；正极反应式：_。(2)如图所示，A为铜片，B为铁片，溶液为FeCl3。则铜片作_极(填“正”或“负”)正极反应式： _；负极反应式：_。解析：(1)根据反应方程式知，正极为O2发生还原反应生成OH，负极为Al，负极失电子发生氧化反应生成Al3。(2)根据正、负极材料的活泼性知，铁片作负极，铜片作正极；正极上Fe3得电子生成Fe2。答案：(1)4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH(2)正2Fe32e=2Fe2Fe2e=Fe25(1)在以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_，正极的反应式为_。(2)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiOOH作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池，电池充放电时的总反应为：NiOOHMH=Ni(OH)2M。电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiOOH，若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生还原反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此电极反应式为_。解析：(1)燃料电池一般可采用加减法书写，酸性电解液正极通入氧气发生还原反应：O24H4e=2H2O，总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，调整系数后，用总反应正极的电极反应式就得到负极的电极反应式。(2)根据总反应，负极化合价降低，即MH失去1个电子转化为