Higher Tier: electrode half equations conserve atoms and charge
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| electrode half equation/ɪˈlektrəʊd hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | phương trình bán phản ứng tại điện cực |
| discharge/dɪsˈtʃɑːdʒ/ | sản sinh (điện phân) |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Cấp cao: Tại catốt, ion đồng trở thành đồng bằng cách nhận electron. Tại anốt, ion clorua trở thành clo bằng cách nhường electron. Hai sự biến đổi điện cực cần phương trình riêng biệt.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Ví dụ khử tại catốt là Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, Al³⁺ + 3e⁻ → Al và 2H⁺ + 2e⁻ → H₂. Ví dụ oxy hóa tại anốt là 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ và 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻. Electron xuất hiện ở vế chất tham gia khi nhận và vế sản phẩm khi nhường. Phương trình OH⁻ bảo toàn cả nguyên tử và tổng điện tích.
- phương trình bán phản ứng điện cực: Phương trình cân bằng cả nguyên tử và điện tích cho một phản ứng điện cực; nhờn điện: Chuyển đổi ion tại điện cực thông qua trao đổi electron.
Which equation correctly represents chloride oxidation?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Oxidation at the anode is electron LOSS: 2Cl- -> Cl2 + 2e- balances both atoms (2:2) and charge (-2 each side). Electrons on the left would be reduction, and one electron leaves the charge unbalanced.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Đối với 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻, số lượng oxy là bốn ở mỗi bên và số lượng hydro là bốn ở mỗi bên. Điện tích là −4 ở cả hai vế. Đối với 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻, clo là phân tử hai nguyên tử và tổng electron cân bằng hai điện tích âm. Cần công thức đúng trước khi cân bằng; thay đổi Cl₂ thành Cl sẽ xác định sai sản phẩm.
- Viết các loài và sản phẩm dự kiến trước, sau đó cân bằng nguyên tử, rồi cân bằng điện tích bằng electron. Kiểm tra dấu hiệu điện cực và bản chất oxy hóa/khử. Nhân đôi phương trình bán phản ứng chỉ khi khớp với tổng trao đổi electron hoặc lượng yêu cầu của câu hỏi. Phân biệt các ví dụ nóng chảy kim loại/halogen cơ bản với các ví dụ dung dịch nước và anốt cacbon phản ứng trong công nghiệp.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: ba ion Cu²⁺ được biểu diễn cần sáu electron để tạo thành ba nguyên tử Cu. Bốn ion Al³⁺ được biểu diễn cần mười hai. Sáu ion Cl⁻ được biểu diễn tạo thành ba phân tử Cl₂ và giải phóng sáu electron. Số lượng này hỗ trợ mô hình phương trình HT; nó không yêu cầu tính toán điện tích điện, hiệu suất dòng điện hay hằng số Faraday ngoài mục tiêu GCSE.
Có bao nhiêu electron cần để khử năm ion Al³⁺ thành nguyên tử nhôm? Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối liên hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải.
How many electrons reduce five Al³⁺ ions to aluminium atoms?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 15 electrons. Known: each Al3+ needs 3 electrons to become Al. For five ions: 5 x 3 = 15 electrons. The half-equation Al3+ + 3e- -> Al supplies the ratio.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Electron không biến mất khỏi việc tính toán điện tích chỉ vì chúng không phải là nguyên tử. Oxy hóa anốt là sự nhường electron trong mô hình điện phân có nguồn cấp này. Nhờn điện tích dương không có nghĩa là nhận electron mang điện tích dương. Toàn bộ phần 4.4.3.5 và yêu cầu phương trình bán phản ứng trên 4.4.3 chỉ dành cho cấp cao.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Phương trình anot hiđroxit có thể bỏ qua nước mà vẫn bảo toàn nguyên tử hiđro. Tuyên bố này là sai: Nước phải xuất hiện trong phương trình anot hiđroxit vì các nguyên tử hiđro đến từ nó: 4OH⁻ -> O2 + 2H2O + 4e⁻. Việc bỏ qua nước sẽ mất bốn nguyên tử hiđro và vi phạm quy tắc bảo toàn.
Cấp cao: phương trình bán phản ứng điện cực bảo toàn nguyên tử và điện tích: Đối với 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻, số lượng oxy là bốn ở mỗi bên và số lượng hydro là bốn ở mỗi bên. Điện tích là −4 ở cả hai vế. Đối với 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻, clo là phân tử hai nguyên tử và tổng electron cân bằng hai điện tích âm. Cần công thức đúng trước khi cân bằng; thay đổi Cl₂ thành Cl sẽ xác định sai sản phẩm.
The hydroxide anode equation can omit water while still conserving hydrogen atoms.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Water must appear in the hydroxide anode equation because the hydrogen atoms come from it: 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-. Omitting the water loses four hydrogen atoms and breaks conservation.
An atom- and charge-balanced equation for one electrode reaction: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
electrode half equation means An atom- and charge-balanced equation for one electrode reaction.