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化学选修四原电池中电解质为碱性溶液时电极方程式怎样写?

归档日期:09-23       文本归类:化学电池      文章编辑:爱尚语录

  1、两个活动性不同的电极,其中必有一种是金属(失电子),另一种可以是金属,也可以是非金属(如石墨或金属氧化物)随着新型电池的出现,两电极也可以是相同的金属或非金属作导电物质,充入或附着氧化性与还原性的物质。

  2、电解质溶液(可以是酸、碱或中性;可以参与反应,也可以仅作导电物质)。

  3、两电极应与电解质溶液接触,同时两电极应该用导线相连或直接接触(形成闭合回路)。

  ①、在稀硫酸溶液中插入锌片,发生反应:Zn+2H+ = Zn2++ H2↑

  ③、当用导线将Zn片和Cu片连接起来之后,Cu片周围放出气体,该气体为H2。因为:当用导线将Zn片和Cu片连接起来之后,由于电子(e-)沿导线传递的速度远大于传给H+的速度,所以电子即沿着导线到达Cu片,在Cu板的表面聚集了一层带负电的电子,若导线连有一电流计,会观察到电流计的指针发生偏移。由于铜极表面带负电,必然吸引溶液中的阳离子(H )向Cu极移动。结果,H+在Cu板的表面得电子变为H2逸出,而Zn片则氧化成Zn2+。导线中有电子(即电流)通过,从而产生电能。

  溶液中:H+由溶液向正极移动,Zn2+由负极向溶液扩散;SO42―由溶液向负极移动。

  2、若电解质溶液为中性溶液,如H2O或NaCl溶液,则负极仍然是Zn片(失电子),Cu片仍然是正极,但是正极发生的反应有所不同,溶在水中的氧得电子发生还原反应:

  原电池的种类大致分为:干电池(Zn—C干电池)、银锌电池、氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等等。

  ①将氧化剂(通常是O2)、还原剂(可燃气体:H2、CO、CH4、可燃物钙、铝等)不断转入电池,同时将电极反应的产物不断排出电池。

  入浸在电解质溶液中用导线在负极失电子变为H+,但是电子并没有直接给O2,而是沿着导线在正极得电子变为OH-,然后H+和OH-再结合生成水。导线上有电流产生,该反应没有燃烧现象,但其产物却与燃烧产物相同。其它燃料电池的反应原理也与之相同,燃料电池的电解质溶液通常为强碱(KOH、NaOH)主要吸收水或CO2。

  ②甲烷——氧燃料电池:负极通CH4,正极通O2,电解质溶液为KOH溶液:

  ③铝——空气燃料电池:负极为Al,正极通空气,电解质溶液为碱性或中性溶液:

  ⑤银—锌高能电池:由负极为Zn ,正极为Ag2O ,电解质为KOH溶液。

  ①、电解质相同的同一金属:连电源正极的腐蚀>连不活泼金属的腐蚀>化学腐蚀>有一般保护的腐蚀>连活泼金属保护的腐蚀>连电源负极保护的腐蚀;

  ③、两极材料的活泼性差别越大,活泼金属被腐蚀的速率越快,不活泼金属被保护的越好。

  两种金属在镀层没有受到破坏之前,都能很好地保护钢铁不被腐蚀(锌锡形成氧化层保护内部的铁)。一旦镀层受到破坏,由于按金属活动顺序:Zn>Fe>Sn,所以白皮铁的铁仍然能受到保护,但是马口铁立即取代了锡成为负极而被氧化腐蚀。

  3、比较反应速率:如Zn + 2HCl(稀)= ZnCl2 + H2↑若想加快放H2的速率,用粗锌(含杂质,可以与锌形成原电池)比纯锌放H2快;若没有粗锌,只有纯锌,可以向HCl溶液中加少量的Cu片(与锌片相连),形成Cu—Zn原电池或加少量CuSO4溶液。

  4、比较金属的活动性强弱:一般金属越活泼越容易被氧化,而不活泼的金属一定是原电池的正极。

  ③根据电极材料的性质确定。[活泼是相对的,与电解质、温度等有关。例Mg、Al(在稀H2SO4、NaOH);Fe、Cu(稀HCl、浓HNO3)]

  ①、负极:M – ne— = Mn+ 还要溶液中的电解质是否应允它存在,不允许则还要加上相应离子变成稳定物质(下同)。

  (1)若无外接电源,又符合原电池的三条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(也可与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。

  (2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。

  (3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。

  以氧化还原反应为基础,发生氧化反应的反应物作负极反应,还原反应的反应物作正极反应,若相应反应物为固体,通常即为电极,若不属于固体还应增加某些可导电的固体作电极。并选择适宜的电解质溶液(必须含有氧化还原反应中所涉及的离子。)

  展开全部原电池的电极反应式的书写,氢和氧的配平是一个难点。配平氢和氧的一般方法:电解液呈酸性时,两侧分别添加氢离子和水;电解液呈碱性时,两侧分别添加氢氧根离子和水;电解液呈中性时,左侧添加水,右侧添加氢离子或者氢氧根离子。

  电解液酸碱性的判别:如果题目中没有给出,一般可以根据生成物估计,如果生成金属离子、氢气,酸性气体(如二氧化碳)等,可以按照酸性处理;如果生成金属的氧化物,氢氧化物,碳酸盐等,可以按照碱性处理;电解液呈中性的较少,如无特别说明,可以不考虑中性。【如果无法判断电解液的酸碱性,负极的金属氧化产物可以写成金属阳离子。】

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