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三步解决电化学方程式的书写

三步解决电化学方程式的书写

  电化学知识归属氧化还原,又是氧化还原知识的应用和外延。可以通过电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析来检测学生在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力,具有较高的区分度,是历年高考的热点内容。其中,电化学方程式的书写和判断,又是电化学知识考查的载体,我在二轮复习中采用“在练习中总结和反思”的方式,教会学生三步法解决电化学方程式的书写,学生掌握情况较好,且具有举一反三的功效。
  三步法口诀为:一看价态,二看介质,三看电荷。
  现以不同“介质”下ch3oh、o2燃料电池电极反应式的书写为例来说明三步法如何具体操作。
  1. 酸性介质
  分析负极:
  第一步,确定反应物和生成物的价态,对于燃料电池而言,生成物的价态就是可燃物在氧气中燃烧后的产物价态。
  负极:反应物ch3oh 碳-2价,产物+4价,每摩尔反应中失去6摩尔电子。
  负极:ch3oh-6e-→
  第二步:介本文由论文联盟http://收集整理质为酸性,其产生的co2可以逸出,故生成物为co2。
  负极:ch3oh-6e- →co2↑
  第三步:看电荷。电化学方程式连接符号前后应该电荷数相等。“失去6摩尔电子”相当于连接符号前方有6个单位的正电荷,你的选择是在前方加上6个单位的负电荷或连接符号后方加6个单位的正电荷。WWw.11665.COM考虑介质为酸性,故:连接符号后方加6个单位的正电荷,即6个h+,前方加水,实现原子守恒。
  负极:ch3oh-6e-+h2oco2↑+6h+(完成)
  分析正极:
  第一步,确定反应物和生成物的价态,对于燃料电池而言,氧气从游离态0价转化为-2价,每摩尔氧气在反应中得到4摩尔电子。
  正极:o2+4e-→
  第二步:介质为酸性,故-2价氧须结合h+生成水。
  正极: o2+4e-+h+→h2o
  第三步:看电荷。“4摩尔电子”相当于连接符号前方有4个单位的负电荷,你的选择是:在前方加上4个单位的正电荷或连接符号后方加4个单位的负电荷。考虑介质为酸性,故:连接符号前方加4个单位的正电荷,即4个h+,后方加水,实现原子守恒。
  正极: o2+4e-+4h+2h2o(完成)
  2. 碱性介质
  分析负极:
  第一步,确定反应物和生成物的价态。
  负极:反应物ch3oh 碳-2价,产物+4价,每摩尔反应应失去6摩尔电子。
  负极:ch3oh-6e-→
  第二步:介质为碱性,其产生的co2在碱性环境中转化为co32-。
  负极:ch3oh-6e- → co32-
  第三步:看电荷。“失去6摩尔电子”相当于连接符号前方有6个单位的正电荷,且连接符号后方有两个单位的负电荷。你的选择是在前方加上8个单位的负电荷或连接符号后方加8个单位的正电荷。考虑介质为碱性,故:连接符号后前加8个单位的负电荷,即8个oh-,后方加水,实现原子守恒。
  负极:ch3oh-6e-+8oh-co3-+6h2o(完成)
  分析正极:
  第一步,氧气从游离态0价转化为-2价。
  正极:每一摩尔氧反应中得到4摩尔电子。
  正极:o2+4e-→
  第二步:介质为碱性,故-2价氧结合h2o转化为oh-。
  正极: o2+4e-+h2o → oh-
  第三步:看电荷。得到4摩尔电子相当于连接符号前方有4个单位的负电荷,你的选择是:在前方加上4个单位的正电荷或连接符号后方加4个单位的负电荷。考虑介质为碱性,故:连接符号后方加4个单位的负电荷,即4个oh-,前方加水,实现原子守恒。
  正极: o2+4e-+2h2o 4oh-(完成)
  3. 熔融碳酸盐介质
  分析负极:
  第一步,确定反应物和生成物的价态。
  负极:反应物ch3oh 碳-2价,产物+4价,每摩尔反应应失去6摩尔电子。
  负极:ch3oh-6e-→
  第二步:介质为熔融碳酸盐,无oh-或h+,故生成物实际上为co2。
  负极:ch3oh-6e- → co2
  第三步:看电荷。“失去6摩尔电子”相当于连接符号前方有6个单位的正电荷,你的选择是在前方加上6个单位的负电荷或连接符号后方加6个单位的正电荷。考虑介质为熔融碳酸盐,故:连接符号后前加6个单位的负电荷,即3个co3-,实现原子守恒,后方加co2。
  负极:ch3oh-6e-+3co3-4 co2+2h2o(完成)
  分析正极:
  第一步,氧气从游离态0价转化为-2价。
  正极:每摩尔氧反应中得到4摩尔电子。
  正极:o2+4e-→
  第二步:介质为熔融碳酸盐,故-2价氧依附co2转化为co32-。
  正极: o2+4e-+co2→ co32-
  第三步:看电荷。得到4摩尔电子相当于连接符号前方有4个单位的负电荷,你的选择是:在前方加上4个单位的正电荷或连接符号后方加4个单位的负电荷。考虑介质,故:连接符号后方加4个单位的负电荷,即2个co32-,实现原子守恒。
  正极: o2+4e-+co2co32-(完成)
  4. 掺杂y2o3的zro3固体电解质,在高温下能传导正极生成的o2-。
  负极:ch3oh-6e-+3o2-co2↑+2h2o
  正极: o2+4e-2o2-
  小结:观察方法,其实可以发现,电化学方程式的书写,最重要的一步是确定好反应物的价态及生成物的价态后,题目给定的介质,其作用是确定产物的存在形式(有机物构成的燃料电池,如在酸性介质中,负极产物就为co2,如果碱性介质,产物的价态不变,但是存在形式为co32-),并借助于介质的成份实现电荷守恒。这个方法对于任意一种电化学方程式的书写都是通用的。
  高考真题展现:
  第一,(2012·四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为ch3ch2oh-4e-+h2och3cooh+4h+。下列有关说法正确的是( )
  d.正极上发生的反应为o2+4e-+2h2o4oh-
  (考察点:介质对电极方程式的影响)
  第二,电解尿素[co(nh2)2 ]的碱性溶液制氢气的装置示意图1如下:
  图1
  电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极,
  (1)a极为________,电极反应式为_______________。
  (2)b极为________,电极反应式为_______________。
  (考察点:电解池中由产物判断电极,且产生了氮气,可以认定在电解池两级放电后还发生了氧化还原反应,由此书写出氯气氧化氨气转化为氮气的第二部方程式。)
  第三,2013新疆高考试题(11题)
  (考察点:其中电极方程式书写,涉及到了ni的游离态和(+2)间的转化,介质为液态金属钠)

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  •  更新时间:2013-09-08 09:46:41  作者:吕艳 [标签: 电化学 电化学 化学方程式 电化学反应 ]
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