Question

按要求完成下列原电池电极反应式或总反应的化学方程式．
（1）我国发射的“神舟”六号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-﹦CO₃^2-+3H₂O，则：①负极上的电极反应为

CH₄-8e-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O

；②当消耗标准状况下的O₂16.8升时，有

3

mol电子发生转移．
（2）用Fe和Cu作电极材料，以浓HNO₃为电解质溶液构成的原电池，则负极的电极反应式为

Cu-2e^_=Cu²⁺

；总反应为

Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）写出正极电极反应式，用总反应式减去正极反应式即为负极反应式；计算出氧气的物质的量即可求出转移电子数；
（2）铁在浓硝酸中钝化，故负极材料为铜，正极材料为铁．

解答：解：（1）①正极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，用总反应式减去正极反应式得负极反应式：
CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O    
②16.8L氧气的物质的量为：16.8L÷22.4L/mol═0.75mol，故转移电子数为：0.75mol×4═3mol
（2）铁在浓硝酸中会发生钝化，所以铜作负极，故负极反应式为：Cu-2e_=Cu²⁺，
总反应为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+H₂O

点评：本题考察了电极反应式和电池总反应式的书写．书写电极反应式应注意以下几点：1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如+4价的C在酸性溶液中以CO₂形式存在，在碱性溶液中以CO₃^2-形式存在）；
4．溶液中不存在O^2-：在酸性溶液中它与H⁺结合成H₂O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH^-．