化学:《原电池电极反应式的书写》学案(新人教版必修2)
化学:《原电池电极反应式的书写》学案(新人教版必修2)第5页

Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al(Mg与NaOH溶液不反应,Al是两性金属,可以与NaOH溶液反应)。再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在 (得失电子不能同时在同极上发生),不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。

    如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池

    解析:在碱性环境中Al 比 Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O

    ∴负极:2Al - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O

    正极:6H2O + 6e- =3 H2↑ + 6OH-

    注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为AlO2-

 2.第二类原电池:① 两个活动性不同的电极; ②任何电解质溶液( 酸、碱、盐皆可);③ 形成回路。 这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应,电解质溶液只起导电作用。正极一般是吸氧腐蚀的电极反应式:O2+2H2O+4e- = 4OH-。微电池(即若干微小的原电池)为不正规的原电池。合金或不纯的金属在潮湿空气中就能形成微电池。电化学腐蚀即微电池腐蚀,依然是原电池原理。一般原电池和微电池的区别在于前者中两个电极不直接接触,故前者电流是在导线中流动,而后者电流是在金属体内部流过。微电池腐蚀分为析氢腐蚀(发生在酸性较强的溶液里,正极上H+被还原)和吸氧腐蚀 (发生在中性、碱性或极弱酸性溶液里,正极上是氧气被还原:O2+2H2O+4e- =4OH-)。

  3.燃料电池:

  燃料电池的电极反应(主要是负极的电极方程式)是一个难点。我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质(主要是可燃性气体)与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式是可燃物在氧气中燃烧。由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。由于在反应中氧气由0价变为-2价,所以肯定是O2得电子,即O2作氧化剂是正极,即可写出正极的电极反应式:O2+4e+2H2O=4OH_ ① (该反应式为常见的绝大多数燃料电池的正极反应式)。若此时电解质溶液为酸性