半反應(yīng)配平法快速書寫電極反應(yīng)式

1、 半反應(yīng)配平法快速書寫電極反應(yīng)式例1:寫出下列氧化還原反應(yīng)方程式，并指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。1、Al+HCl-2、Al+HNO（稀）-33、Al+NaOH-【思考探索】這三個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，如果將其設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)寫出其對(duì)應(yīng)的負(fù)極、正極反應(yīng)。負(fù)極：正極：【方法總結(jié)】正極:負(fù)極：例2：分別寫出氫、氧燃料電池，甲烷乙醇燃料電池在酸性、堿性、熔融碳酸鹽、氧化物條件下的負(fù)極、正極反應(yīng)。氫氧燃料電池:總反應(yīng)：2H+0=2H0222負(fù)極：2H?4e=4H+總反應(yīng)：2H+0=2H0負(fù)極：2屯+總反應(yīng)：2H+0=2H0222負(fù)極：2H-4e-+2C0223總反應(yīng)：2H+0=2H0222負(fù)

2、極：2H4e+202-=2H022甲烷:酸性總反應(yīng)：CH+20=C0+2H04222正極20+8H+8e=4H022堿性總反應(yīng)：CH+20+20H-=C02-+3H0423正極:20+4H0+8e=80H224熔融碳酸鹽：總反應(yīng)：CH+20=C0+2H0。4222正極：20+4C0+8e-=4C02-負(fù)極：223熔融氧化物：總反應(yīng)：CH+20=C0+2H0。4222正極：0+4e-=202-負(fù)極：方法總結(jié)：酸作電解質(zhì)用H+平衡電荷，堿作電解質(zhì)用0H-平衡電荷，熔融碳酸鹽作電解質(zhì)用C032-平衡電荷,熔融氧化物作電解質(zhì)用02-平衡電荷。酸性退迥）：堿性（KOH）：熔融碳酸鹽:熔融氧化物:正極:0

3、+4H+4e=2H02222240H-4e=2H02正極:=2C0+2H02O+2H0+4e=40H22正極：0+4e+2C0=2C02-223正極:0+4e-=202-2負(fù)極CH+2H0-8e=C0+8H+4222負(fù)極:CH+100H-8e=C02-+7H0432CH+4C028e-=5C0+2H0。4322CH+402-8e-=C0+2H0。422綜上所述，燃料電池正極反應(yīng)式本質(zhì)都是02+4e-=202-,在不同電解質(zhì)環(huán)境中，其正極反應(yīng)式的書寫形式有所不同。牢記四種情況下的正極反應(yīng)。因此在書寫正極反應(yīng)式時(shí)，要特別注意所給電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)?！局睋舾呖肌坷?：（12年高考新課標(biāo)

4、26題）高鐵酸鉀（KFe0）是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。TOC o 1-5 h z4FeCl與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取KFeO，其反應(yīng)的離子方程式為。與MnOZn242電池類似，KFeOZn也可以組成堿性電池，KFeO在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為424，該電池總反應(yīng)的離子方程式為。解析：第一個(gè)方程式比較簡(jiǎn)單，第二個(gè)方程式，很多同學(xué)覺(jué)得無(wú)法書寫，一是不知道怎么寫，二是不能確定Fe被還原的價(jià)態(tài)。其實(shí)題目已經(jīng)給了你信息，F(xiàn)eCl與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取KFeO，反過(guò)來(lái)24KFeO也可以被還原成Fe3+,又由于是堿性電池，所以Fe3+最終以Fe(OH)存在

5、，聯(lián)立關(guān)系FeO2-+3e_Fe(OH),TOC o 1-5 h z4343配平方程式，根據(jù)電荷守恒前面帶5個(gè)負(fù)電荷，所以后面+5OH-，再根據(jù)物料守恒前面+4H2O,得正極反應(yīng)式為：FeO2-+3e_+4HO=Fe(OH)+5OH-。對(duì)于總反應(yīng)，一可以采用與負(fù)極反式應(yīng)：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)相加的232辦法、二是確定了生成物采用配平的辦法得總反應(yīng)：2FeO2-+3Zn+8HO=2Fe(OH)+3Zn(OH)+4OH-。232例4.(14浙江理綜化學(xué)卷，TJ鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型oNiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過(guò)程中的總反應(yīng)

6、方程式是：Ni(OH)+M=NiOOH+MH已知：26NiOOH+NH+HO+OH-=6Ni(OH)+NO-。下列說(shuō)法正確的是()222NiMH電池放電過(guò)程中，正極的電極反應(yīng)式為：NiOOH+HO+e-=Ni(OH)+OH-22充電過(guò)程中OH-離子從陽(yáng)極向陰極遷移充電過(guò)程中陰極的電極反應(yīng)式：HO+M+e-=MH+OH-，HO中的H被M還原22NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液【答案】A【解析】NiMH電池放電過(guò)程中，NiOOH得到電子，故正極的電極反應(yīng)式為：NiOOH+IHO+e-=Ni(OH)2+OH-，A正確；充電過(guò)程中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，OH-離子從陰極向陽(yáng)極遷移，B錯(cuò)誤

7、；充電過(guò)程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O+M+e-=MH+OH,H2O中的一個(gè)H原子得到電子被還原，但不是被M還原、M只是儲(chǔ)氫金屬或合金介質(zhì)、并不參加反應(yīng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)已知NiMH可以和氨水反應(yīng)，故不能用于氨水作為電解質(zhì)溶液，D錯(cuò)誤。鞏固練習(xí)：(2014全國(guó)理綜II化學(xué)卷，T12)2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是2bLiMnOiLiL廠快離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)a為電池的正極電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMnO=LiMnO+XLi241-X24放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移【答案】C【解析】根據(jù)題給裝置圖判斷，電極b是原電池的負(fù)極，電

8、極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-=Li+，電極a是原電池的正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)iMnO+xLi+xe-=LiMnO。241-x24A、綜上所述，a是原電池的正極，A正確；B、根據(jù)正負(fù)極的電極反應(yīng)可知，電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMnO=LiMnO+xLi，B正確；C、放電時(shí)，a極錳的化合價(jià)發(fā)生變化，Li的化合價(jià)沒(méi)有變化，C錯(cuò)誤；D、241-x24放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移，D正確?！菊n后鞏固練習(xí)】(2011安徽理綜，6分)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO+2Ag+2NaCl=NaMnOo+2AgCl.下列“水”電池在海水中放

9、電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()正極反應(yīng)式：Ag+Cl-e-=AgCl每生成1molNaMnO轉(zhuǎn)移2mol電子2510Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)AgCl是還原產(chǎn)物解析：本題考查電化學(xué)，意在考查電極反應(yīng)式的書寫、電子轉(zhuǎn)移情況和溶液中離子的移動(dòng)情況.電池的正極得電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ag化合價(jià)升高形成AgCl，AgCl是氧化產(chǎn)物，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：B（2014福建理綜化學(xué)卷，T/某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2=2AgClo下列說(shuō)法正確的是（）2正極反應(yīng)為：AgCl+e-=Ag+Cl-放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總

10、反應(yīng)隨之改變當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子答案：D.【解析】正極反應(yīng)為氯氣得電子與銀離子變成氯化銀沉淀，A錯(cuò)誤；放電時(shí)交換膜右側(cè)不會(huì)出現(xiàn)大量沉淀,B錯(cuò)誤；氯化鈉代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，C錯(cuò)誤；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí)，左側(cè)溶液中減少0.02mol離子，D正確。（2013安徽理綜，6分）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl+LiSO+Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）224硫酸鉛電極

11、無(wú)水LiCl-KCl鈣電極電池殼正極反應(yīng)式：Ca+2Cl-2e-=CaCl2放電過(guò)程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPb常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)解析：選D本題考查熱激活電池，意在考查考生對(duì)原電池工作原理的理解能力。正極上發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電過(guò)程中Li+向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由電池總反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成0.05molPb，質(zhì)量為10.35g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，電解質(zhì)不是熔融態(tài)，離子不能移動(dòng)，不能產(chǎn)生電流,因此連接電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)。4分別寫出CH、CHOH燃料電池在酸性、堿性、熔融碳酸鹽條件下負(fù)極反

12、應(yīng)式。103(2014全國(guó)大綱版理綜化學(xué)卷，T)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物9鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是酈MHL放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOH+HO+e-Ni(OH)+0H-22電池的電解液可為KOH溶液充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH+OH-fM+O+e-MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大,，電池的能量密度越高【答案】C【解析】鎳氫電池中主要為KOH作電解液，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)+OH-=NiOOH+HO+e-，陰極反22應(yīng)：M+HO+e-=MH+OH-,總反應(yīng)為M+Ni(OH)=MH+NiOOH；放電時(shí)，正極：NiOOH+H2O+e-Ni(OH)

13、222+OH-，負(fù)極：MH+OHM+HO+e-，總反應(yīng)為MH+NiOOH=M+Ni(OH)。以上各式中M為金屬合金，MH為22吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金。A、放電時(shí)，正極：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故A正確；B、為了防止MH被氫離子氧化，鎳氫電池中電解液為堿性溶液，主要為Koh作電解液，故B正確；C、充電式，負(fù)極作陰極，陰極反應(yīng)為M+H2O+e=MH+OH,故C錯(cuò)誤；D、M為儲(chǔ)氫合金，MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金，儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高，故D正確；(2013新課標(biāo)全國(guó)II理綜，4分)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孑LNi/NiC和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。F列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是(A.電池反應(yīng)中有NaCl生成電池的總反應(yīng)是金