高中化学 最基础考点系列 考点10 原电池电极反应和电池反应方程式 新人教版选修4
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高中化学原电池电极方程式相关知识点总结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=2AlO2-+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-。
原电池电极反应方程式原电池电极反应方程式一、原电池电极反应方程式的书写1、根据原电池发生的氧化还原反应书写正负极反应式及总反应式:负极:氧化反应(失电子)正极:还原反应(得电子)总反应式═负极反应式+正极反应式(对总反应式、负极反应式和正极反应式,只要知其中任两个,就可以通过加或减求第三个)2、注意正负极反应生成的离子与电解质溶液能否共存,若不能共存,则参与反应的物质也要写入电极反应式中。
如O2-不能在溶液中稳定存在,先遇H+必然生成H2O,遇H2O必然生成OH-。
3、注意质量守恒、电荷守恒,电子得失守恒,特别是电子得失守恒,这样可以避免在由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
二、常见原电池电极反应方程式的书写1、锌-铜-硫酸原电池负极: Zn - 2e-═ Zn2+正极:2H++2e-═ H2↑总反应式:Zn+2H+═ Zn2++H2↑2、利用反应Fe + 2FeCl3═ 3FeCl2设计原电池负极: Fe - 2e-═ Fe2+正极: 2Fe3++2e-═ 2Fe2+3、普通锌锰干电池(酸性电池)负极:Zn - 2e-═ Zn2+正极:2MnO2 + 2NH4+ + 2e-═ 2MnO(OH) + 2NH3总反应式:Zn + 2MnO2 + 2NH4+═ Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3知多点:电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H氧化成为水,以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。
由于反应中锌筒不断消耗变薄,且有液态水生成[2MnO(OH)→Mn2O3+H2O],故电池用久后会变软。
4、碱性锌锰电池,电解质为KOH溶液负极: Zn + 2OH- - 2e-═ Zn(OH)2正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e-═ 2MnO(OH) + 2OH-总反应式:Zn + 2MnO2 + 2H2O ═ Zn(OH)2 + 2MnO(OH)5、银锌电池(碱性电池),又称纽扣电池,结构是Ag2O-Zn-KOH负极: Zn + 2OH- - 2e-═ Z nO + H2O 正极: Ag2O + H2O + 2e-═ 2Ag + 2OH-总反应式:Zn + Ag2O ═ 2Ag + ZnO6、铅蓄电池(酸性电池)负极: Pb + SO42- -2e-═ PbSO4正极: PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-═ PbSO4 + 2H2O总反应式:Pb + PbO2 + 2H2SO4═ 2PbSO4 + 2H2O7、碱性镍镉电池:该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料,NaOH 作电解质溶液。
原电池一、电极的构成:a. 活泼性不同的金属——锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b. 金属和非金属(非金属必须能导电)——锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c. 金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d. 惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
注意:因为元素C只能采用共用电子对的方式形成共价键,所以不论C元素多么活泼,都不能形成离子键,都不能失电子,所以碳不能做负极。
(但是Si可以失电子作负极。
)特别注意:(选负极两条、强碱两条、水解和电离各一条、HNO3一条、燃料电池一条)1)如果两个电极中其单质可与电解质反应的是负极。
2)如果两个电极均不与电解质反应,则活泼金属或强还原剂作负极,还原剂在负极失电子。
(还原剂发生氧化反应)3)不考虑负极反应的离子与电解质中的水发生水解反应。
4)在原电池反应中,弱电解质也完全电离。
5)NaOH作电解质时要注意负极的选择;(负极一般要选单质能与电解质反应的物质)6)原电池中如果负极是两性金属(Al、Zn)、Si,正极是H离子之前的活泼金属,电解质是强碱,则正极反应为:(锌锰电池除外)正极: 2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑7)HNO3作电解质时要注意正极反应。
浓硝酸作电解质时,整个硝酸参与电极反应而不是只有正离子H+参与正极反应。
NO3- + e-+ 2H+ = NO2↑+ H2O此外,根据反应中硝酸浓度的变化,可以写出两步电池反应,尤其是对于Mg和Al等可以钝化的金属。
8)燃料电池的正负极书写规律:负极反应 = 总反应–正极反应(正极反应中的电子数以减去总反应中的O2为准,因为O2具有强氧化性,一般不出现在负极)电解液的选择(考题中):最好选与负极反应的离子自行发生反应的物质作电解质。
二、原电池正负极反应原理:1.负极:其电极反应式有两种情况:一种是负极金属失电子后生成金属阳离子不与电解质溶液的成分反应,此时是电极反应可表示为M - ne-= M n+。
常见原电池电极反应式一、一次电池1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2; (铁锈生成过程) 4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式: 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——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总反应化学方程式: 2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑9、高铁电池(负极--Zn,正极--碳,电解液KOH和K2FeO4)正极:总反应化学方程式:3Zn + 2K2FeO4 + 8H210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:负极:总反应化学方程式:Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)负极:正极:总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:正极:总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池:总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:正极:(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:正极:2、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式为: 2CO + O2 = 2CO24、甲烷燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: N2H4+ O2 === N2 +2H2O四、非水电池1、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:3、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:正极:总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S4、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池(一极是Mg,一极是粘有Mo3S4的石墨,电解质是MgSO4熔融盐)正极:负极:总反应方程式:x Mg+Mo3S4=Mg x Mo3S46、新型燃料电池(一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O常见原电池电极反应式答案一、一次电池1、伏打电池:负极: Zn–2e-==Zn2+正极: 2H++2e-==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀):负极: Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑3、铁碳电池(吸氧腐蚀):负极: 2Fe–4e-==2Fe2+OH正极:O2+2H2O+4e-==4-4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池:负极: 4Al–12e-==4Al3+OH正极:3O2+6H2O+12e-==12-5、普通锌锰干电池:负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-7、银锌电池:负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-8、镁铝电池:负极(Al): 2Al + 8OH-+6e-= 2AlO2-+4H2O正极(Mg): 6H2O + 6e-= 3H2↑+6OH–9、高铁电池正极:2FeO42- + 8H2O +6e-==2Fe(OH)3 + 4OH–负极: 3Zn + 6OH– 6e-== 3Zn(OH)210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:2H++H2O2=2H2O负极:Mg–2e-== Mg 2+二、二次电池(蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:放电时:负极: Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极: PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O2、镍镉电池放电时负极: Cd -2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–三、燃料电池1、氢氧燃料电池(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:2H2– 4e- + 4OH— === 4H2O正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:2H2– 4e- === 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—2、甲醇燃料电池(1)碱性电解质正极:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O(2)酸性电解质正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO23、CO燃料电池正极: O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O负极: 2CO – 4e- + 2H2O== 2CO2 +4H+4、甲烷燃料电池(1)碱性电解质正极: 2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH—负极: CH4 + 10OH—-8e- == CO32- + 7H2O(2)酸性电解质正极: 2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O负极: CH4- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO25、肼(N2H4)燃料电池正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—负极: N2H4+ 4OH—– 4e-=== N2 +2H2O四、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极:2H2– 4e-+2CO32- === 2CO2↑+2H2O正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解质)正极: O2 + 4e-+ 2CO2 = 2CO32-负极: 2CO+2CO32-– 4e-==4CO23、一次性锂电池:负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-4、Li-Al/FeS电池正极:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极: 2Li-2e-=2Li +5、镁电池正极:x Mg2++Mo3S4+2x e-=== Mg x Mo3S4负极:x Mg-2x e-===x Mg2+6、新型燃料电池正极:13O2+ 52e-==26O2-负极:2C4H10+26O2- – 52e-==8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
最新高中化学原电池和电解池知识点总结最新高中化学原电池和电解池知识点总结在年少学习的日子里,看到知识点,都是先收藏再说吧!知识点在教育实践中,是指对某一个知识的泛称。
为了帮助大家更高效的学习,下面是店铺为大家收集的最新高中化学原电池和电解池知识点总结,仅供参考,大家一起来看看吧。
一、原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。
两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个:(1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。
而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。
也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提:总反应为自发的氧化还原反应电极的构成:a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。
电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
高中化学常用原电池方程式高中化学常用原电池方程式在原电池中,发生的化学反应是氧化还原反应。
发生氧化反应的一极上有电子流出,做负极,失去电子的物质是还原剂。
电子通过原电池的.负极经导线流向正极,在正极上氧化剂得到电子,发生还原反应。
原电池就是通过化学反应实现化学能向电能转化的。
下面是店铺收集整理的高中化学常用原电池方程式,供参考。
原电池反应X—Y(电解质溶液)或X//电解质溶液//Y(1)不可逆电池苏打电池:Zn—Cu(H2SO4)Zn极(-)Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)Cu极(+)2H++2e-==H2↑(还原反应)离子方程式Zn+2H+==H2↑+Zn2+化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑铁碳电池:Fe—C(H2CO3)Fe极(-)Fe–2e-==Fe2+(氧化反应)C极(+)2H++2e-==H2↑(还原反应)离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀)铁碳电池:Fe—C(H2O、O2)Fe极(-)2Fe–4e-==2Fe2+(氧化反应)C极(+)O2+2H2O+4e-==4(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)32Fe(OH)3==Fe2O3?nH2O+(3-n)H2O(铁锈的生成过程)铝镍电池:Al—Ni(NaCl溶液、O2)Al极(-)4Al–12e-==4Al3+(氧化反应)Ni极(+)3O2+6H2O+12e-==12(还原反应)化学方程式4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3(海洋灯标电池)干电池:Zn—MnO2(NH4Cl糊状物)NH4Cl+H2O==NH3?H2O+HClZn极(-)Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)Cu极(+)2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O(还原反应)化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑(2)可逆电池铅蓄电池:Pb—PbO2(浓硫酸)放电Pb极(-)Pb+H2SO4–2e-==PbSO4+2H+(氧化反应)PbO2极(+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O(还原反应)化学方程式Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2OPb—PbO2(浓硫酸)充电Pb极(-)PbSO4+2H+–2e-==Pb+H2SO4(还原反应)PbO2极(+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+(氧化反应)化学方程式2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4锂电池:Li—LiMnO2(固体介质)(-)Li–e-==Li+(氧化反应)(+)MnO2+Li++e-==LiMnO2+H2O(还原反应)化学方程式Li+MnO?2==LiMnO2银锌电池:Zn—Ag2O(NaOH)Zn极(-)Zn+2OH––2e-==ZnO+H2O(氧化反应)Cu极(+)Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2(还原反应)化学方程式Zn+Ag2O==ZnO+2Ag(3)高能燃料电池:H2—O2(NaOH)Pt极(-)2H2+4–4e-==4H2O(氧化反应)Pt极(+)O2+2H2O+4e-==4(还原反应)化学方程式2H2+O2==2H2OCH4—O2(NaOH)Pt极(-)CH4+10–8e-==+7H2O(氧化反应)Pt极(+)2O2+4H2O+8e-==8(还原反应)化学方程式CH4+2O2+2NaOH==Na2CO3+3H2O 下载全文。
原电池电极式一次电池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 (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 (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:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-(还原反应)化学方程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +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—PbO2 电解液—浓硫酸)放电时负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 (氧化反应)正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应)充电时阴极:PbSO4 + 2H+ +2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)阳极:PbSO4 + 2H2O -2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反应)总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O2、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:NiO2 + 2H2O + 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 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,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:FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4 (还原反应)充电时:阴极:Li+ + e—== Li (还原反应)阳极:LiFePO4-e—== FePO4 + Li+ (氧化反应)总化学方程式FePO4 + Li LiFePO44、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)Ni(OH)2+Cd(OH)2正极:2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 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 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时负极:LaNi5H 6-6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反应) 正极:6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH–(还原反应)充电时阴极:LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH–(还原反应)阳极:6 Ni(OH)2 -6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 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:2FeO42—+6e-+ 8H2O ==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–==2FeO42—+ 8H2O (氧化反应)总化学方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极: LiC6 –xe- =Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2 (还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- =LiC6 (还原反应)阳极:LiCoO2 –xe- =Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反应)总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6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。
高中化学方程式:原电池反应_化学方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)干电池:Zn MnO2(NH4Cl糊状物) NH4Cl+H2O==NH3H2O+HClZn极(-) Zn 2e-==Zn2+ (氧化反应)Cu极(+) 2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3(2)可逆电池铅蓄电池:Pb PbO2(浓硫酸)放电Pb极 (-) Pb+H2SO4 2e-==PbSO4+2H+ (氧化反应)PbO2极 (+)PbO2+H2SO4+2H++2e-==PbSO4+2H2O (还原反应)化学方程式 Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2OPb PbO2(浓硫酸)充电Pb极 (-) PbSO4+2H+ 2e-== Pb+H2SO4 (还原反应)PbO2极 (+)PbSO4+2H2O+2e-==PbO2+H2SO4+2H+ (氧化反应)化学方程式 2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4锂电池:Li LiMnO2(固体介质)(-) Li e-==Li+ (氧化反应)(+) MnO2+Li++e-==LiMnO2+H2O (还原反应) 化学方程式 Li+MnO 2==LiMnO2银锌电池:Zn Ag2O(NaOH)Zn极(-) Zn+2OH 2e-==ZnO+H2O (氧化反应) Cu极(+) Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2 (还原反应) 化学方程式 Zn+Ag2O ==ZnO+2Ag(3)高能燃料电池:H2 O2(NaOH)Pt极(-) 2H2+4 4e-==4H2O (氧化反应)Pt极(+) O2+2H2O+4e-==4 (还原反应)化学方程式 2H2+O2==2H2OCH4 O2(NaOH)Pt极(-) CH4+10 8e-== +7H2O (氧化反应) Pt极(+) 2O2+4H2O+8e-==8 (还原反应)化学方程式 CH4+2O2+2NaOH==Na2CO3+3H2O。
原电池复习一、原电池基本知识:必须掌握(两套装置、一个原理、四种化学电源)单液原电池双液原电池基本装置构成条件两极一液一连接、自发的氧化还原反应。
两极两液双连接自发的氧化还原反应。
优点电流强度大(1)能量转化率高(氧化剂和还原剂不接触)(2)电流持续、稳定缺点(1)能量转化率低(氧化剂和还原剂直接接触)(2)电流不稳定。
电流强度小工作原理电极名称判断1、由电极材料判断(通常活泼金属做负极)2、由电极反应判断(通常由电极现象判断电极反应。
如:通常质量减小的电极为负极,质量增加或有气体产生的电极为正极)3、由工作原理判断(电子、电流、离子的移动方向)电极反应式的书写负极:氧化反应+后续反应正极:还原反应+后续反应总反应式书写应用设计化学电源:(必须掌握四种化学电源电极反应式的书写)(1)锌锰碱性干电池(2)银锌纽扣电池(3)氢氧燃料电池(酸性和碱性)(4)铅蓄电池加快反应速率金属的腐蚀和保护常见的电池一一次电池1.锌锰干电池电解液?MnO2、NH4Cl?以及ZnCl2和淀粉负极:Zn - 2e == Zn2+正极:2NH4+ + 2MnO2 + 2e == 2NH3 + Mn2O3 + H2O总反应:2NH4+ + 2MnO2 + Zn == Mn2O3 + Zn2+ + 2NH3 + H2O2.碱性锌锰电池(简称碱锰电池)用KOH电解质溶液代替上述NH4Cl溶液作电解质溶液,电池的能量和放电电流都能得到显著的提高。
负极:Zn + 2OH- - 2e == Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e - == 2MnO(OH) + 2OH-3.Ag-Zn原电池(电池)负极:Zn + 2OH- - 2e== ZnO + H2O正极:Ag2O + H2O + 2 e== 2Ag + 2OH-总反应:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag4.Zn-空气电池电解质:KOH溶液:2Zn + 4OH- -4e= 2ZnO + 2H2O正极:O2 + 2H2O + 4e = 4OH-二1.铅蓄电池负极:Pb + SO42- - 2e == PbSO4正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e == PbSO4 + 2H2O总反应:Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O2.碱性镍镉电池负极材料:Cd;正极材料:NiO(OH);电解质溶液:KOH溶液负极:Cd + 2OH- - 2e - == Cd(OH)2正极:2NiO(OH) + 2H2O + 2e - == 2Ni (OH)2 + 2OH-总反应:Cd +2NiO(OH) + 2H2O == Cd(OH)2 + 2Ni (OH)23.氢镍课充电电池+ 2OH- - 2e - == 2H2O正极:2NiO(OH) + 2H2O + 2e - == 2Ni (OH)2 + 2OH-总反应:H2 +2NiO(OH) == 2Ni (OH)24.锂电池Li;正极材料:石墨电解质LiAlCl4、SOCl2负极:Li - 2e== Li+正极:SOCl2 + 4e - == 4Cl- + S + SO2总反应:4Li + 2SOCl2 == 4LiCl + S + SO2三燃料电池(连续电池)1.氢氧燃料电池2H2 + O2 == 2H2O酸式负极:2H2 - 4e== 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e == 2H2O中性:负极:2H2 - 4e== 4H+正极:O2 + H2O + 4e - == 4OH-碱式负极:2H2 +OH- - 4e -== 4H2O正极:O2 + H2O + 4e - == 4OH-2.熔融盐燃料电池电解质Li2CO3,NiCO3混合物CO为极燃气,空气和CO2为极助燃气负极:2CO + 2CO32- - 4e == 4CO2正极:O2 + 2CO2 + 4e == 2CO32-总反应:2CO + O2 == 2CO23.甲醇-氧燃料电池电解质负极:CH3OH + H2O - 6e== CO2 + 6H+正极:1.5O2 + 6H+ + 6e== 3H2O总反应:CH3OH + 1.5O2 == CO2 + 2H2O四Al-空气-海水电池Al;正极材料:Pt、Fe网负极:4Al - 12e == 4Al3+?正极:3O2 + 6H2O + 12e == 12OH-总反应:4Al +3O2 + 6H2O == 4Al(OH)3五、电极反应书写方法1.根据电池的装置书写负极:(1)若负极材料本身被氧化,其电极反应式有两种情况:一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应可表示为M-ne -==Mn+;另一种是负极金属失去电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起,如:铅蓄电池的负极反应:Pb + SO42- - 2e - == PbSO4。
高三复习识记能力之一:电极反应式* * * * * * * * * 原电池电极反应式* * * * * * * * *一、原电池中电极反应式的书写规范1、首先确定原电池的正负极,然后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。
二、铜锌原电池的电极反应式1、(-)Zn│H2SO4│Cu(+)原电池负极:Zn → Zn2+-2e-正极:2H+ + 2e-→ H2↑电池反应:Zn + H2SO4 == ZnSO4+ H2↑或Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑。
2、(-)Zn│ZnSO4‖CuSO4│Cu(+)原电池负极:Zn → Zn2+-2e-正极:Cu2+ + 2e-→ Cu电池反应:Zn + CuSO4 == ZnSO4 + Cu 或Zn + Cu2+ == Zn2+ + Cu 。
三、常见化学电源的电极反应式1、酸性锌锰干电池负极:Zn→ Zn2+ + 2e-正极:2MnO2 +2NH4+ + 2e-→ Mn2O3 + 2NH3 + H2O电池反应:Zn + 2MnO2 + 2NH4+ == Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 +H2O2、碱性锌锰干电池负极:Zn + 2OH-→ ZnO + H2O+ 2e-正极:MnO2 +2H2O + 2e-→ Mn(OH)2 + 2OH-电池反应:Zn + MnO2 + H2O== ZnO+ Mn(OH)23、铅蓄电池(1)放电时:负极:Pb + SO42-→PbSO4 + 2e-正极:PbO2 + 2e-+ 4H+ + SO42-→ PbSO4 + 2H2O电池反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4== 2PbSO4 + 2H2O(2)充电时:阴极:PbSO4 + 2e-→Pb + SO42-阳极:PbSO4 + 2H2O →PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e-总反应式:2PbSO+ 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO444、氢氧燃料电池【解析】H2、O2燃料电池的电池反应为:2H2 + O2 == 2H2O。
考点10 原电池电极反应和电池反应方程式
【考点定位】本考点考查在电池电极反应和电池反应方程式的书写,加深对原电池原理的理解,提升对化学电源的认识和应用能力。
【精确解读】
一、电极反应方程式的书写步骤:
1.首先判断原电池的正负极
如果电池的正负极判断失误,则电极反应必然写错.一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,但不是绝对的.如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼,但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化,因而铝是负极,此时的电极反应为:
负极:2Al-6e-═2Al3+
正极:6H2O+6e-═6OH-+3H2↑ 或 2Al3++2H2O+6e-+2OH-═2AlO2-+3H2↑
再如,将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,由于铝在浓硝酸中发生了钝化,铜却失去电子是原电池的负极被氧化,此时的电极反应为:
负极:Cu-2e-═Cu2+
正极:2NO3-+4H++2e-═2NO2↑+2H2O
2.要注意电解质溶液的酸碱性
在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系.如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种,在酸性溶液中的电极反应:
负极:2H2-4e-═4H +
正极:O2+4H++4e-═2H2O
如果是在碱性溶液中,则不可能有H+出现,同样在酸性溶液中,也不能出现OH-.由于CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中,碳元素是以CO32-离子形式存在的,故不是放出CO2。
3.还要注意电子转移的数目
在同一个原电池中,负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒.这样可避免在有关计算时产生错误或误差,也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误
4.抓住总的反应方程式
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池.而两个电极相加即得总的反应方程式.所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式,就可写出另一个电极反应式。
【精细剖析】
原电池正、负极电极反应式的书写技巧:
(1)先确定原电池的正负极上的反应物质,并标出相同电子数目的得失;
(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H2O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,且O2生成H2O;若在熔融盐电解质中反应,则O2可能得电子变成O2-.
(3)正负电极反应式相加得到电池反应的总方程式,若能写出已知电池反应的总方程式,可以减去较易写出的电极反应式,从而得到比较难写的电极反应式。
【典例剖析】一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水(l)和二氧化碳.该电池负极发生的反应是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-═H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-═2H2O(l)
C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-═CO2(g)+6H+(aq)
D.O2(g)+2H2O(l)+4e-═4OH-(aq
【答案】C
【变式训练】可以将反应E+B2+=E2++B设计成原电池,下列4个电极反应:
①B-2e-=B2+ ②E-2e-=E2+ ③B2++2e-=B ④E2++2e-=E
其中表示负极反应和正极反应的分别是( )
A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①
【答案】A
【解析】反应E+B2+=E2++B设计成原电池,负极上发生失电子的氧化反应:E-2e-=E2+,在正极上发生得电子的还原反应:B2++2e-=B,故答案为A。
【实战演练】
1.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以硫酸为电解质的燃料电池发电.电池负极反应为( )
A.H2+2OH--2e-=2H2O B.O2+4H++4e-=2H2O
C.H2-2e-=2H+D.O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】C
【解析】A.电解质溶液呈酸性,负极上无OH-离子参与反应,故A错误;B.负极发生氧化反应,氢气失去电子,该反应为正极反应,故B错误;C.电解质溶液呈酸性,则负极上氢气失电子生成氢离子,电极
反应为H2=2H++2e-,故C正确;D.负极发生氧化反应,氢气失去电子,该反应为碱性溶液中正极反应,故D错误;故答案为C。
2.有关氢氧燃料电池的电极反应,下列说法正确的是( )
A.电解质为NaCl溶液,正极反应为H2+2e-=2H+
B.电解质为NaOH溶液,正极反应为O2+2e-=2OH-
C.电解质为HCl溶液,正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D.电解质为Na2CO3溶液,正极反应为H2+2e-+CO32-=H2O+CO2↑
【答案】C
3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( ) A.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-═4OH-
B.铅蓄电池充电时,标示“+”的接线柱连电源的正极,电极反应式为:
PbSO4(S)-2e-+2H2O(l)═PbO2(S)+4H+(aq)+SO42-(aq)
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-═Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-═Fe2+
【答案】B
【解析】A.氢氧燃料电池的负极应该发生氢气失电子的氧化反应,故A错误;B.在蓄电池充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,即PbSO4(S)-2e-+2H2O(l)═PbO2(S)+4H+(aq)+ SO42-(aq),故B正确;C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,和负极相连的是精铜,故C错误;D.钢铁发生电化学腐蚀属于吸氧腐蚀,正极上得电子的是氧气,电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-,负极反应:Fe-2e-═Fe2+,故D错误;
故答案为B。
【自我反思】。