原电池电极反应式的书写
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原电池电极反应的书写班级:___________,姓名:________________。
1.伏打电池:负极-Zn,正极-Cu,电解液-H2SO4。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
总反应为_______________________________。
2.普通锌锰干电池:总反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O,电解液-NH4Cl、MnO2的糊状物。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
3.碱性锌锰干电池:总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,电解液-KOH、MnO2的糊状物。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
4.银锌电池:总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,电解液-NaOH。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
5.铝-空气-海水电池:总反应式为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,电解液-海水。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
6.镁-铝电池:电极材料分别为镁和铝,电解液-KOH。
负极反应为_____________________________;负极反应为_____________________________。
总反应为_______________________________。
电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H+ + 2e- == H2↑负极:Zn—2e- == Zn2+总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+负极:Cu —2e- == Cu2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2Fe—4e- == 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2F e(O H)2↓4.钢铁在潮湿的空气中发生析氢腐蚀正极:2H+ +2e- == H2↑负极:Fe —2e- == Fe2+总反应式:Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑5.氢氧燃料电池(中性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O6.氢氧燃料电池(酸性介质)正极:O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O负极:2H2—4e-== 4H+总反应式:2H2 + O2 == 2H2O7.氢氧燃料电池(碱性介质)正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2H2—4e- + 4OH- == 4H2O总反应式:2H2 + O2 == 2H2O8.铅蓄电池(放电)正极(PbO2) :PbO2 + 2e- + 24SO-+ 4H+ == PbSO4↓+ 2H2O负极(Pb) :Pb—2e- + 24SO-== PbSO4↓总反应式:Pb + PbO2 + 4H+ + 224SO-== 2PbSO4↓+2H2O9.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- == 3H2↑+ 6OH-负极:2Al —6e- + 8OH- == 22AlO-+ 4H2O总反应式:2Al + 2OH- + 2H2O == 22AlO-+ 3H2↑10.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-负极:CH4—8e- + 10OH- ==23CO-+ 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == 23CO-+ 3H2O 11.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- == 223CO-(持续补充CO2气体)负极:2CO + 223CO-—4e- == 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO212.银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-负极(Zn) :Zn + 2OH-—2e- == ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag二、电解电极反应方程式1.电解CuCl2溶液阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:2Cl- + Cu2+ ==== Cl2↑ + Cu2.电解精炼铜阳极(粗铜):Cu —2e- == Cu2+阴极(纯铜) :Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无3.电镀铜阳极(纯铜):Cu—2e- == Cu2+阴极(待镀金属,如Fe):Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无4.电解饱和食盐水阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:2H2O + 2e- == H2↑ + 2OH-总反应式:2Cl- + 2H2O ==== H2↑+ Cl2↑ + 2OH-5.电解HCl溶液阳极:2Cl- - 2e- == Cl2↑阴极:2H+ + 2e- == H2↑总反应式:2Cl- + 2H+==== Cl2↑ + H2↑6.电解NaOH溶液阳极:4OH-—4e- == O2↑ + 2H2O阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O ==== 2H2↑+ O2↑7.电解H2SO4溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H+ +4e- == 2H2↑总反应式:2H2O ==== 2H2↑ + O2↑8.电解KNO3溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O ==== 2H2↑ + O2↑9.电解CuSO4溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+电解电解电解电解电解电解阴极:2Cu2+ + 4e- == 2Cu↓总反应式:2Cu2+ + 2H2O ==== 2Cu↓+ O2↑+ 4H+ 10.电解AgNO3溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:4Ag+ + 4e- == 4Ag↓总反应式:4Ag+ + 2H2O ==== 4Ag↓+ O2↑ + 4H+ 11.铅蓄电池充电阳极:PbSO4—2e- + 2H2O == PbO2 +24SO-+ 4H+阴极:PbSO4 + 2e- == Pb + 24SO-总反应式:2PbSO4 + 2H2O ==== Pb + PbO2 + 4H+ +224SO-B2H6(g) + 3O2(g) ==== B2O3(s) + 3H2O(l);ΔH = - 2165 kJ·mol-1电解电解电解。
原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析: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 + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+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[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质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,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然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。
原电池中电极反应式的书写一、原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,试写出该电池的两极反应式。
解析:金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是产物水,体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn-4e-= 2Zn2+,正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反应式。
解析:从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式〔电子守恒〕得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极〔金属活动顺序表Ag以前〕,则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
原电池电极反应式书写原电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2) 负极:4Al-12e-===4Al3+;正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。
2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液) 负极:2Al+8OH--6e-===2AlO2-+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。
试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-===4Li+;正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。
4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液) 已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li放电充电LiFePO4,则负极:Li-e-===Li+;正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
阴极:Li++e-===Li;阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;正极:2FeO4 2-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
原电池电极反应式书写1.Fe-Mg-稀硫酸原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式
2. Zn-Cu-硫酸铜原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:
反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式
3. Zn-Cu-稀硫酸原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:
反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式
4. Al-石墨-稀硫酸原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:反应现象:(3)总反应的化学方程式
离子方程式
5. Zn-石墨-稀硫酸原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:
反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式
6. Fe-Cu-硫酸铜原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:
反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式
7. Fe-Ag-硝酸银原电池
(1)负极电极反应式:
反应现象:
(2)正极电极反应式:
反应现象:
(3)总反应的化学方程式
离子方程式。
原电池中电极反应式的书写一、原电池电极反应式的书写(一)原则:负极:失电子,发生氧化反应(一般是负极本身失电子)正极:得电子,发生还原反应(一般是溶液中阳离子在正极上得电子,但也可能是O2在正极上得电子(吸氧腐蚀),或正极本身得电子)总反应式(电池反应)= 正极反应式 + 负极反应式对于可逆电池,一定要看清楚“充电、放电”的方向。
放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。
(二)具体分类判断1.第一类原电池:①两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物);②电解质溶液,至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应,一般是置换反应;③两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
方法:先找出两极相对活泼性,相对活泼的金属作负极,负极失去电子发生氧化反应,形成阳离子进入溶液;较不活泼的金属作正极,溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应,析出金属或氢气,正极材料不参与反应。
如:Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg。
但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。
常见的原电池电极反应式书写汇总书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:Zn–2e-==Zn2+(氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极:Fe–2e-==Fe2+(氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极:2Fe–4e-==2Fe2+(氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4-OH(还原反应)化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al、正极—Ni 电解液NaCl溶液、O2)负极:4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH(还原反应)化学方程式4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-(还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-(还原反应)总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al):2Al + 8 OH–- 6e- =2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg):6H2O + 6e- =3H2↑+6OH–(还原反应)化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极 :3SOCl 2+8e -=SO 32-+2S +6Cl - (还原反应)化学方程式 8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 6LiCl + 2S ,二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO 2 电解液— 浓硫酸)放电时 负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4 (氧化反应)正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O (还原反应)充电时 阴极: PbSO 4 + 2H + + 2e -== Pb+H 2SO 4 (还原反应)阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -== PbO 2 + H 2SO 4 + 2H + (氧化反应)总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Fe -2e —+ 2 OH – == Fe (OH)2 (氧化反应)正极: NiO 2 + 2H 2O + 2e —== Ni(OH)2 + 2 OH – (还原反应)充电时 阴极: Fe (OH)2 + 2e —== Fe + 2 OH – (还原反应)阳极: Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == NiO 2 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O 放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—石墨,含Li +导电固体为电解质)放电时 负极: Li - e — ==Li + (氧化反应)正极: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4 (还原反应)充电时: 阴极: Li + + e —== Li (还原反应)阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li + (氧化反应)总化学方程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 44、镍--镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Cd -2e —+ 2 OH – == Cd(OH)2 (氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH –(还原反应) 充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH – (还原反应)充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH – (还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 充电放电LaNi 5 + 6Ni(OH)26、高铁电池:(负极—Zn 、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质)放电时 负极:3Zn -6e - + 6 OH –== 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH – (还原反应)充电时 阴极:3Zn(OH)2 +6e -==3Zn + 6 OH – (还原反应)阳极:2Fe(OH)3 -6e -+ 10OH –==2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化,Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中,以LiC 6表示)放电时 负极: LiC 6 – xe - = Li (1-x)C 6 + x Li + (氧化反应) Ni(OH)2+Cd(OH)2正极: Li (1-x)CoO 2 + xe - + x Li + == LiCoO 2 (还原反应)充电时 阴极: Li (1-x)C 6 + x Li + + xe - =LiC 6 (还原反应)阳极: LiCoO 2 – xe - = Li (1-x)CoO 2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6 充电放电 LiCoO 2 + Li (1-x)C 6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
常见的原电池电极反应式书写汇总一次电池1、伏打电池:(负极一Zm 正极Yu 电解液:H2SO4)负极:Zn -2c === Zn*(氧化反应)正极:2H+ + 2c ===比f (还原反应)离于方程式:Zn + 2屮==H. f + Zir^2、铁碳电池:(负极一Fc正极一C 电解液:H2CO3弱酸性)负极:Fc - 2c === F D*(氣化反正极:2H* + 2c- === H2 f (还原反应)离于方程式:Fc + 2H H2 T + Fc"(析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极一Fc正极一C 电解液:中性或碱性)负极:2Fc-4c === 2Fc^* 化反应)正极:()2 + 2出()+ 4c' === 4()H'(还原反应)化学方程式:2Fc + (L+2H2O === 2F D(()H)2(吸氧腐蚀)4F C(()H)2 +()2 + 2出()===4F U(()H)3 2Fe(()H)3=== + 3出()(铁锈的生成过程)4•铝镰电池:(负极一Ah正极一Ni 电解液:NoCl溶液、(冷负极:4A1 -12c- === 4A严(氧化反应)正极:3()2+ 6出()+ 12c === 12()H•(还原反应)化学方程式:4A1 + 3()2 + 6HQ === 4A1(()H)3(海洋灯标电池)5、普通锌猛干电池:(负极一Zm正极Y 电解液:NH/X MnO.的糊状物)负极:Zn - 2c === ZiF气氧化反应)正极:2Mn()2 + 2H・ + 2c === Mn.O^ + H.O (还原反应)化学方程式:Zn + 2NH4CI + 2Mn(). === ZnCU + Mn.O^ + 2NH316、碱性锌猛干电池:(负极一Zm正极Y 电解液:KOH. MnO.的糊状物)负极:Zn + 2()H--2c- === Zn(()Hh (氧化反应)正极:2Mn()2 + 2H2()+2C === 2Mn(X)H + 2()H-(还原反应)化学方程式:Zn + 2Mn()2 + 2出()===Zn(()Hh+ MnOOH7、银锌电池:(负极一Zn、正极“AM)电解液:NaOH)负极:Zn + 2()H・-2c- === Zn(()H)2 (氧化反应)正极:AgQ + H2()+ 2c ===2Ag+2()H・(还原反应)化学方程式:Zn + A也0 + HX) === Zn(()H)2 + 2Ag8、铝-空气-海水(负极-铝、正极-石墨、钳网等能导电的情性材料电解液:海水)负极:4Al・12u" === 4AP* (<化反应)正极:3()2 + 6H2()+12c- === 12()H-(还原反应)总反应式为:4A1 + 3()2 + 6HQ === 4A1(()H)3 (钳网增大与氧气的接触面)9、镁…铝电池(负极-Al、正极一Mg 电解液:K()H )负极(Al): 2A1 + 8()H・-6c- === 2A1()2- + 4比()(氣化反应)正极(Mg): 6出()+ 6c === 3H2 f +6<)H-(还原反应)化学方程式:2A1 + 2()H・+ 2出()===2AR)2'+ 3出f正极:F C P()4 + Li* + c- === LiFcP()4 (还原反应) 阳极:LiFcP ()4-c ===F cP()4 + Li+ (氧化反应) 10.锂电池一型:(负极-金厲锂、正极“石墨 电解液:LiAlCL …SOCh )负极:8Li - 8c === 8Li^ (氧化反应)充电时 阴极:tr + C- === Li (还原反应)正极:3S()C12 + 8c"=== SC*- +2S + 6C 广(还原反应)化学方程式:8Li + 3S()C12 === Li^SO^ + 6LiCi + 2S二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅薔电池:(负极一Pb 、正极一Pb ()2 电解液:浓硫酸)放电时 负极:Pb-2c-+s ()r- === Pbs <)4 (氧化反应)正极:Pb()2 + 2c" + 4H++ S()j-=== PbS(h+ 2H2()(还原反应)充电时 阴极:PbS<)4 + 2H" + 2c === Pb + H2S()4 (还原反应)阳极:PbS (h + 2出()-2e=== Pb ()2 + HSh + 2H ・(氧化反应)总化学方程式:Pb + Pb()2 + 2H2S()4 -慕-2PbS()4 + 2HQ2、铁••镰电池:(负极・・民、正极一Z ()2 电解质:K ()H 溶液)放电时负极: Fe - 2c + 2()H - === Fu(()H)2 (氧化反应)正极: Ni()2 + 2出()+ 2 厂===Ni(()H)2 + 2()H'(还原反应)充电时阴极: F U (()H)2 + 2c === Fc + 2()H '(还原反应)阳极: Ni(( )H)2 - 2c + 2( )H ・===Ni(\ + 2Hn (氧化反应)总化学方程式:Fc + NiO, + 2HX )允电3. LiFepOq 电池(正极一LiFcPO,负极一石墨电解质:含Li ■导电固体) 放电时负极:Li - C===Li* (氧化反应)4、镣-镉电池(负极“Cd.正极一NiOQH 电解质:K()H 溶液)放电时 负极:Cd ・2J+2()H ・=HCd(()H)2 (氧化反应)正极:2Ni(X)H + 2c + 2H2() === 2Zi(()H)2 + 2()H'(还原反应)充电时 阴极:Cd(()H)2 + 2c ===Cd + 2OH-(还原反应)阳极:2Zi(()H)2 - 2e + 2()H === 2Ni()()H + 2比()(氧化反应)总化学方程式:Cd + 2Ni()OH + 2比()烷暑-Cd(()H), + 2Ni(()H)25、氢一镰电池:(负极-LaNi, ftS 氢合金、正极一Ni()()H 电解质:KOH + LiOH ) 放电时 负极:LaNi,H,-6c- + 6()H'=== LaNi, + 6兄()(氧化反应)正极:6NiO()H + 6厂 + 6H2()=== 6Ni(()H)2 + 6()H'(还原反应)充电时 阴极:LAh + 6u ・ + 6Hn===SNiH + 6()H-(还原反应)阳极:6Ni(()H)2 — 6厂+6()H ・===6Ni()()H + 6H2()(氣化反应)总化学方程式:LaNi,H^ + 6Ni()()H 充电 LaNi, + 6Ni(()H)26、高铁电池:(负极一Zn 、正极…石墨 电解质:浸湿固态碱性物质) 放电时 负极:3Zn - 6c +6()HP==3Zn(()H)2 (氧化反应)正极:2Fe()4-' + 6e+ 8H2()=== 2F C (()H)3 + 1()()H'(还原反应)充电时 阴极:3Zn(()H)2 + 6c === 3Zn + 6()H"(还原反应)阳极:2F C (OH)3-6C ' + 10()H'=== 2Fe<)4^+ «比()(氧化反应)放电总化学方程式:3Zn + 2K2F C ()4 + 汨2()「充电-3Zn(()H)2 + 2Fc((旧人 + 4I«)H 总化学方程式:F C P()4 + Li7L 电LiFcP()47、锂电池二型(负极LiC"正极含锂的二氧化钻LiC()()2、充电时LiCoO,中Li被氧化,L广还原以Li原于形式嵌入电池负极材料碳G中,以LiG耒示)放电时负极:LiCh - XC === Li,;i^)Cfi + xLi (氧化反应)正极:Li gCoQj + xc' + xLi" === LiC(》()2 (还原反应)充电时阴极:LigG +小广+ 2 H= uq (还原反应)阳极:LiC<)()2 - XC === Li(i・0C()()2 + xLi* (氧化反应)总反应方程式:LigC()()2 + Lie,充电LiCo()2 + LigG燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属钳(PV)或石墨做电极材料,负极通入兄,正极通入O"总反应为:2H, + O, === 2HX)电板反应特别要注意电解质,有下列三种情况: 1、电解质是K()H溶液(碱性电解质)负极:H, - 2& + 2()H一===2H2()(氧化反应)正极:()2 + 2出()+ 4c === 4()H一(还原反应)总反应方程式:2出+()2 === 2比()2、电解质是HPQ溶液(酸性电解质)负极:H2-2C・H=2H+(氧化反应)正极:()2 + 4H" + 4c === 2比()(还原反应)总反应方程式:2出+()2 === 2出()3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)正极:()2 + H2()+ 4c === 4()H-负极:H. - 2c- === 2H^ (氧化反应)总反应方程式:2H2+O2= = =2H2()说明:1、碱性溶液反应物、生成物中均无H・2、水溶液中不能出现(尸3、中性溶液反应物中无H■和()H・4、酸性溶液反应物、生成物中均无()H・二.甲»燃料电池1 •碱性电解质(钳为两极、电解液KOH溶液)正极:3()2 + 12c + 6出()===12()H・(还原反应)负极:2CH3()H-12C- + 16()H-=== 2C(V+ 12HX)(氧化反应)总反应方程式:2CH3()H + 3()2+ 4K()H === 2K2C()3 + 6出()2•酸性电解质(钳为两极、电解液HSOj溶液)正极:3()2 + 12c + 12H・===6凡()(还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同)负极:2CH3()H-12C+2H2()==12H J2C()2(氣化反应)总反应式:2CH3()H + 3()2 === 2C()2 + 4H2()(氣化反应)三、CO燃料电池(总反应方程式均为:2C() + a = 2C(b) 1、熔融盐(钳为两极、U2C()3和NM()3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与C()2的混合气为正极助燃气)正极:d +4c- + 2C()2 = 2C(F・(还原反应)2、酸性电解质(钳为两极、电解液比久)4溶液)负极:2C() + 2C(V-4c-=== 4C(X (氧化反应)正极:()2 + 4c + 4H+ === 2比()(还原反应)负极:2C() - 4c' + 2比()2C()2 + 4H* (氧化反应)四、腓燃料电池(钳为两极、电解液K()H溶液)正极:()2 + 2已()+ 4c === 4(旧一(还原反应)负极:N2H4+ 4(〉H一・4c === N, + 4出()(氧化反应)总反应方程式:N2H4 + ()2 === N. + 2比()五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(钳为两极、电解液KOH溶液)正极:2(), + 2HX)+ 8c- === 一(还原反应)负极:CH」+ 1()()H"•牝• === C(V' + 7H2()(氧化反应)总反应方程式:CH」+ 2I«)H + 2(). === K2CO3 + 3H2() 2、酸性电解质(钳为两极、电解液H3S()4溶液)正极:2()2 + 8c + 8H+ === 4HX)(还原反应)负极:CH」-8c + 2Hn === 8才+ CO.(氧化反应)总反应方程式:CH, + 2()2 === C()2 + 2出()六.丙烷燃料电池(钳为两极、正极通入()2和C()2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质炬熔融碳酸盐(KK()3或Zi2C()3)正极:5()2 + 20c + 1()C()2 === 1()C(屮(还原反应)负极:CH - 2()c + WCOs' === 3C()2 + 4H2()(氧化反应)总反应方程式:C;H, + 5()2 === 3C()2 + 4比()2、酸性电解质(电解液H3S ()4溶液)正极:5()2 + 2()c + 2()H・===lOHQ (还原反应)负极:GH. - 2()c + 6出()===3C()2 + 20H" «化反应)总反应方程式:GH, + 5()2 === 3C()2+ 4比() 3、碱性电解质(钳为两极、电解液K()H 溶液)正极:5()2 + 20c + 10HX)=== 2()()H一(还原反应)负极:GH K - 2()c + 26( )H一=== 3COf + HH.O (氧化反应)总反应方程式:GH, + 5()2 + 6K()H === 3K2C()3 + 7H2()七.乙烷燃料电池(钳为两极、电解液K()H溶液)正极:7()2 + 2牝・+14H2()===28()H"(还原反应)负极:2C2Hr 28c +36()H一=== ACCV + 24比()(氧化反应)总反应方程式:2C:H A + 7()2 + 8K()H === 4K2C()3 + lOH.O。