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极反应时,可以使用加减法则,即根据总反应式和其中一极的电极反应式,用总反应式减去已知的电极反应式,由此得出另外一极的反应式。书写时,还应考虑电解液中各物质的共存原则,如氢离子不能在碱性溶液中参加反应,二氧化碳也不能在其中存在,酸性溶液中的氢氧根不可能参加反应等。
原电池的正负极的判断及反应式的书写在做关于原电池的题目时,判断出原电池的正负极是必要的步骤。当原电池的两极由两种活动性不同的金属构成,活泼金属做负极,电子从负极金属流出,从正极金属端流入。当进行判断时,学生可根据金属活动顺序来比较两极金属的活泼性,负极总是失电子,正极总是得电子。但是,原电池的正极反应通常要根据电解液的成分来进行判断,有时两极材料相同,而电解液成分不同,发生在正极的化学反应有时也不同。如在铜锌原电池中,用稀硫酸溶液做电解液,锌比铜的活泼性强做负极,铜做正极;负极的锌失去两个电子变成锌离子,而氢离子得到两个电子被还原成氢气。负极反应式为:Z
2eZ
2。正极反应式为:2H2eH2。这样进行分析就能简单准确地写出反应式。
电解池中阴极和阳极的判断及反应式的书写电解池阴极和阳极的判断比原电池正负极的判断简单,根据电解池中电极和外接电源两极相连的情况就可以判断出。与电源负极相连的一极为阴极,反应发生时,溶液中具有强氧化能力的离子在阴极上得电子,发生的反应是还原反应。与电源正极相连的一极是电解池的阳极,在阳极上,溶液中具有强还原性的离子失去电子,发生氧化反应。在两电极各生成相应的产物,并根据电解池的各组成物质判断出阴极和阳极的产物。
【例题】用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,阳极燃气为CO,CO2与空气的混合气体为阴极助燃气,制得燃料电池。阳极反应式为:2CO2CO324e4CO2。写出阴极反应式。
本题中CO作还原剂,O2作氧化剂,总反应为:2COO2
2CO2。根据加减原则,可用总反应式减去负极的反应式,从而得出电池正极反应式:O22CO24e2CO32。
4电解池中两极材料、电解液以及产物的联系
电解池中电解产物的产生与其电极材料和电解液有很大关系,根据电极的材料分为两种情况,即采用惰性电极或非惰性电极。一是采用惰性材料电解,如用不参加反应的碳棒,当溶液中存在很多金属阳离子时,根据其活动性的大小来判断其析出的先后顺序。二是采用非惰性电
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极,当阴极、阳极和电解液中的金属阳离子为相同离子时,则可用做金属的精炼。如铜的精炼,阴r
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