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- 2021-05-13 发布
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应式的书写步骤如下:
负极:Pb-2e-===PbSO4Pb+SO-2e-===PbSO4;
正极:PbO2+2e-===PbSO4PbO2+SO+2e-===PbSO4PbO2+SO+4H++2e-===PbSO4+2H2O(也可以用总反应式减去负极反应式得到正极反应式)。
(3)书写电极反应式应充分注意介质影响,水溶液中不能出现O2-。如图所示,电池反应方程式为2H2+O2===2H2O,两电极为石墨电极,写出在下列三种介质中的电极反应式:
a.电解质是稀硫酸溶液(酸性溶液电极反应中一定无OH-)。
负极:2H2-4e-===4H+;
正极:O2+4H++4e-===2H2O。
b.电解质是稀KOH溶液(碱性溶液电极反应中一定无H+)。
负极:2H2+4OH--4e-===4H2O;
正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
c.电解质是NaCl溶液(中性溶液反应物中无H+和OH-)。
负极:2H2-4e-===4H+;
正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
【例2】 LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为______________________________。
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是__________________________,反应的化学方程式为______________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是__________________________。
书写电极方程式时,正负极的判断是关键,看两极与电解质溶液得、失电子而快速推断出正、负极,同时还应充分注意介质与电极生成物的反应:(1)负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH-反应生成难溶性碱,如在碱性条件下,钢铁腐蚀中负极生成的Fe2+与溶液中的OH-结合生成Fe(OH)2;(2)在碱性条件下电极析出的CO2能与OH-反应生成CO等。
对点训练2(2011·山东寿光阶段监测)有四种燃料电池:A.固体氧化物燃料电池,B.碱性氢氧化物燃料电池,C.质子交换膜燃料电池,D.熔融盐燃料电池,下面是工作原理示意图,其中正极反应生成水的是( )。
三、原电池在化工、农业生产及科研中的应用
1.加快氧化还原反应速率
一个自发的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大,例如Zn和稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。
2.比较金属活泼性强弱
金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比正极的活泼。
3.用于金属的防护
使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如保护铁质输水管或钢铁桥梁,可用导线将其和一块锌块相连,使Zn作原电池的负极。
4.设计制作化学电源
(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应;
(2)根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正负极材料和电解质溶液。
【例3】
已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸,按要求回答下列问题。
(1)电工经常说的一句口头禅:“铜接铝,瞎糊弄”,所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,说明原因:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通常说的燃料电池都以铂为电极,将燃烧反应的化学能转化为电能,在燃料电池中,可燃物在____极反应,________在另一极反应。
(3)请运用原电池原理设计实验,验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式,负极________________,正极
__________________,并在方框内画出实验装置图。
实验与探究
原电池形成条件的实验探究
典型的原电池反应是负极和电解质溶液自发进行的氧化还原反应,但电池种类繁多,判断所给物质是否能形成原电池时,从不同的角度设计一些探究性实验,是体现能力立意的一种很好的考查方法。
实验典例
对于如下图所示的原电池,对其中的电解质溶液有以下猜想:
原电池示意图
猜想一:必须是能与负极发生反应的电解质。
猜想二:任意的电解质溶液均可在如图装置中构成原电池。
(1)为了证明哪个猜想是正确的,请配齐实验用品:锌片、铜片、导线、电流计、烧杯、稀硫酸、________。
(2)你应该做怎样的简单操作______________________________________________,若______________,则说明猜想二是正确的,正极反应材料为______,发生的电极反应式为________________________________________。