電極反應(yīng)式

電極反應(yīng)式的書寫

原則電極反應(yīng)基本上都是氧化還原反應(yīng)，要遵循質(zhì)量守恒、電子守恒及電荷守恒。除此之外還要遵循：

1．加和性原則：兩電極反應(yīng)式相加，消去電子后得電池總反應(yīng)式。利用此原則，電池總反應(yīng)式減去已知的一電極反應(yīng)式得另一電極反應(yīng)方程式。

2． 共存性原則：堿性溶液中CO₂不可能存在，也不會(huì)有H 參加反應(yīng)或生成；同樣酸性溶液，不會(huì)有OH參加反應(yīng)或生成也不會(huì)有碳酸根離子的存在。根據(jù)此原則，物質(zhì)得失電子后在不同的介質(zhì)環(huán)境中所存在的形式不同。我們可以根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性來(lái)書寫，確定H₂O，OH^-， H 在方程式的左邊還是右邊。

同時(shí)還有1.根據(jù)電池裝置圖書寫電極反應(yīng)2.根據(jù)電池總反應(yīng)書寫電極反應(yīng)3.二次電池電極反應(yīng)的書寫4.燃料電池電極反應(yīng)的書寫等。

1．準(zhǔn)確判斷兩個(gè)電極

例1．將鋅片和鋁片用導(dǎo)線相連，分別插入稀硫酸、濃硫酸中，寫出兩原電池中的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。解析：稀硫酸作電解質(zhì)溶液時(shí)，較活潑的鋁被氧化，鋅片上放出氫氣，所以：負(fù)極(鋁片)：2Al - 6e^-==2Al³ 正極(鋅片)：6H 6e^-==3H₂↑電池反應(yīng)：2Al 6H ==2Al³ 3H₂↑濃硫酸作電解質(zhì)溶液時(shí)，因常溫下鋁在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，而鋅能與濃硫酸反應(yīng)，所以此時(shí)鋅片作負(fù)極，鋁片作正極：負(fù)極(鋅片)：Zn - 2e^-==Zn² 正極(鋁片)：4H SO4^2- 2e^-==SO₂↑ 2H₂O 電池反應(yīng)：Zn 2H₂SO₄(濃)==ZnSO₄ SO₂↑ 2H₂O

2．注意運(yùn)用電池總反應(yīng)式

例2．將鉑絲插入KOH溶液作電極，然后向兩個(gè)電極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池。則通入甲烷的一極為電池的______極，這一極的電極反應(yīng)式為_____________。解析：甲烷燃燒發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為：CH₄ 2O₂ ==CO₂ 2H₂O，堿性溶液中CO₂不可能釋放出去：CO₂ 2OH^-==CO₃^2- H₂O，所以電池總反應(yīng)式為：CH₄ 2O₂ 2OH^-==CO₃^2- 3H₂O。通甲烷的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，故為負(fù)極。正極吸收氧，可看作發(fā)生吸氧腐蝕：2O₂ 4H₂O 8e^- == 8OH^-，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得負(fù)極反應(yīng)：CH₄ 10OH^-- 8e^-== CO₃^2- 7H₂O

3．關(guān)注電解質(zhì)溶液的酸堿性

例3．美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源。⑴用KOH作電解質(zhì)溶液，電極反應(yīng)產(chǎn)生的水，經(jīng)冷凝后又可作為宇航員的飲用水，發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂ O₂==2H₂O，則電極反應(yīng)式分別為___________； ⑵如把KOH改為稀H₂SO₄作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為___________。解析：在應(yīng)用電池中，電解質(zhì)參與電極反應(yīng)，但在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中只起橋梁作用，如酸性電解質(zhì)，H 參加一個(gè)電極反應(yīng)，但另一電極反應(yīng)必有H 生成，同時(shí)不能出現(xiàn)OH^-；堿性電解質(zhì)也有類似情況。答案：⑴負(fù)極：2H₂ 4OH^-- 4e^-==4H₂O，正極：O₂ 2H₂O 4e^-==4OH^-；⑵負(fù)極：2H₂ - 4e^-==4H ，正極：O₂ 4H 4e^-==2H₂O。

4．充分利用電荷守恒原則在同一個(gè)原電池中，負(fù)極失去的電子數(shù)必等于正極得到的電子數(shù)，所以在書寫電極反應(yīng)式時(shí)，要注意電荷守恒。這樣可避免由總反應(yīng)式改寫成電極反應(yīng)式所帶來(lái)的失誤，同時(shí)也可避免在有關(guān)計(jì)算中產(chǎn)生誤差。

升失氧，降得還，負(fù)活失電子。

分別從酸性、堿性、固體氧化物介質(zhì)中展開講解氫氧燃料電池電極反應(yīng)式的書寫，每個(gè)都利用動(dòng)畫的形式，形象生動(dòng)，比較清晰的解決了氫氧燃料電池電極反應(yīng)式的書寫問(wèn)題。

1.氫氧燃料電池負(fù)極氫氣的基本反應(yīng)是： H2-2e- =2H 2.氫氧燃料電池正極氧氣的基本反應(yīng)是：O2 4e-=2O2-； 書寫電極反應(yīng)式時(shí)要注意反應(yīng)環(huán)境對(duì)電極產(chǎn)物的影響。 注意： H 只存在于酸性介質(zhì)中，堿性及固體氧化物介質(zhì)中H 要繼續(xù)反應(yīng)。 H OH-= H2O 2H O2- =H2O O2-只存在于氧化物介質(zhì)中，在酸性及堿性介質(zhì)中O2-要繼續(xù)反應(yīng)。 O2- 2H = H2O 2O2- 2H2O = 4OH-

反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，但其功率因數(shù)較低（小于0.5），效率也較低。反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)的功率一般從幾分之一瓦到數(shù)百瓦，常用在自動(dòng)控制裝置及物理儀表、電影機(jī)、靜電復(fù)印機(jī)等設(shè)備中 。

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