电化学方程式

电化学-电极反应⽅程式Ⅰ、原电池电极⽅程式1、Cu ─ H2SO4─ Zn原电池正极：2H++ 2-e=== H2↑负极：Zn - 2-e=== Zn+2总反应式：Zn + 2 H+=== Zn+2+ H2↑2、Cu ─ FeCl3─ C原电池正极：2Fe+3+ 2-e=== 2Fe+2负极：Cu - 2-e=== Cu+2总反应式：2Fe+3+ Cu === 2Fe+2+ Cu+23、钢铁在潮湿的空⽓中发⽣吸氧腐蚀正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2Fe - 4-e=== 2Fe+2总反应式：2Fe + O2 + 2H2O === 2F e(O H)24、氢氧燃料电池（中性介质）正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2H2- 4-e=== 4H+总反应式：2H2 + O2 === 2H2O5、氢氧燃料电池（酸性介质）正极：O2 + 4H++ 4-e=== 2 H2O负极：2H2- 4-e=== 4H+总反应式：2H2 + O2 === 2H2O6、氢氧燃料电池（碱性介质）正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2H2- 4-e+ 4OH-=== 4H2O总反应式：2H2 + O2 === 2H2O7、铅蓄电池（放电）+ 4H+=== PbSO4 + 2H2O 正极（PbO2）：PbO2 + 2-e+ SO-2 4负极（Pb）：Pb - 2-e+ SO-2=== PbSO44=== 2PbSO4 + 2H2O 总反应式：Pb + PbO2 + 4H++ 2SO-248、Al ─ NaOH ─ Mg原电池正极：6H2O + 6-e=== 3H2↑+ 6OH-+ 4H2O负极：2Al - 6-e+ 8OH-=== 2AlO-2总反应式：2Al + 2OH-+ 2H2O === 2AlO-+ 3H2↑29、CH4燃料电池（碱性介质）正极：2O2 + 4H2O + 8-e=== 8OH-负极：CH4- 8-e+ 10OH-=== CO-2+ 7H2O3+ 3H2O总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH-=== CO-2310、熔融碳酸盐燃料电池（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO 作燃料）：【持续补充CO2⽓体】正极：O2 + 2CO2 + 4-e=== 2CO-23- 4-e=== 4CO2负极：2CO + 2CO-23总反应式：2 CO + O2 === 2 CO211、银锌纽扣电池【碱性介质】正极（Ag2O）：Ag2O + H2O + 2-e=== 2Ag + 2OH-负极（Zn）：Zn + 2OH-- 2-e=== ZnO + H2O总反应式：Zn + Ag2O === ZnO + 2AgⅡ、电解电极⽅程式1、电解CuCl2溶液阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式：2Cl-+ Cu+2Cl2↑+ Cu2、电解精炼铜阳极（粗铜）：Cu - 2-e=== Cu+2阴极（纯铜）：Cu+2+ 2-e=== Cu 总反应式：（⽆）3、电镀铜阳极（纯铜）：Cu - 2-e=== Cu2+阴极（待镀⾦属，如Fe）：Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式：（⽆）4、电解饱和⾷盐⽔阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：2H2O + 2-e=== H2↑+ 2OH-总反应式：2Cl-+ 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2OH-5、电解HCl 溶液阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：2H++ 2-e=== H2↑总反应式：2Cl-+ 2H+Cl2↑+ H2↑6、电解NaOH 溶液阳极：4OH-- 4-e=== O2↑+ 2H2O阴极：4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑7、电解H2SO4溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4H++ 4-e=== 2H2↑总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑8、电解KNO3溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑9、电解CuSO4溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：2Cu+2+ 4-e=== 2Cu总反应式：2Cu+2+ 2H2O 2Cu + O2↑+ 4H+10、电解AgNO3溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4Ag++ 4-e=== 4Ag总反应式：4Ag++ 2H2O 4Ag + O2↑+ 4H+11、铅蓄电池（充电）+ 4H+阳极：PbSO4- 2-e+ 2H2O === PbO2 + SO-24阴极：PbSO4 + 2-e=== Pb + SO-24总反应式：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4 H++ 2 SO-2 4。

一 次 电 池.1、伏打电池：（负极——Zn 、正极——Cu 、电解液——H 2SO 4）负极： Zn –2e －＝Zn 2＋ (氧化反应) 正极： 2H ＋＋2e －＝H 2↑ (还原反应)离子方程式 Zn ＋ 2H ＋ ＝ H 2↑＋ Zn2＋ 2、铁碳电池：（负极——Fe 、正极——C 、电解液H 2CO 3 弱酸性)负极： Fe –2e －＝Fe 2＋ (氧化反应) 正极：2H ＋＋2e －＝H 2↑ (还原反应)离子方程式 Fe ＋2H ＋＝H 2↑＋Fe 2＋ (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 －＝2Fe 2＋ (氧化反应) 正极：O 2＋2H 2O ＋4e －＝4-OH (还原反应)化学方程式 2Fe ＋O 2＋2H 2O ＝2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O ＝4Fe(OH)3 2Fe(OH)3＝Fe 2O 3 ＋3 H 2O (铁锈的生成过程)4、铝镍电池：（负极——Al 、正极——Ni 电解液 NaCl 溶液、O 2)负极： 4Al –12e －＝4Al 3＋ (氧化反应) 正极：3O 2＋6H 2O ＋12e －＝12-OH (还原反应)化学方程式 4Al ＋3O 2＋6H 2O ＝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NH 4Cl 、MnO 2的糊状物)负极：Zn －2e －＝Zn 2＋ (氧化反应) 正极：2MnO 2＋2H ＋＋2e －＝Mn 2O 3＋H 2O (还原反应)化学方程式 Zn ＋2NH 4Cl ＋2MnO 2＝ZnCl 2＋Mn 2O 3＋2NH 3↑6、碱性锌锰干电池：（负极——Zn 、正极——C 、 电解液KOH 、MnO 2的糊状物）负极： Zn ＋ 2OH －– 2e －＝ Zn(OH)2 (氧化反应) 正极：2MnO 2＋2H 2O ＋2e －＝2MnOOH ＋2 OH － （还原反应)化学方程式 Zn ＋2MnO 2 ＋2H 2O ＝ Zn(OH)2 ＋ MnOOH7、银锌电池：(负极——Zn 、正极——Ag 2O 、电解液NaOH )负极 ：Zn ＋2OH ––2e －＝ Zn(OH)2 (氧化反应) 正极 ：Ag 2O ＋ H 2O ＋ 2e －＝ 2Ag ＋ 2 OH － (还原反应)化学方程式 Zn ＋ Ag 2O ＋ H 2O ＝ 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 －＝4Al 3＋ (氧化反应) 正极 ：3O 2＋6H 2O ＋12e －＝12OH － （还原反应)总反应式为： 4Al ＋3O 2＋6H 2O ＝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 ）化学方程式： 2Al ＋ 2OH – ＋ 2H 2O ＝ 2AlO 2–＋ 3H 2负极(Al)： 2Al ＋ 8 OH –－ 6e － ＝ 2AlO 2–＋4H 2O (氧化反应)正极(Mg ）： 6H 2O ＋ 6e － ＝ 3H 2↑＋6OH – （还原反应)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放电2PbSO 4＋2H 2O2.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 2放电3Zn(OH)2 ＋ 2Fe(OH)3 ＋ 4KOH燃料电池一、氢氧燃料电池总反应为：2H2＋ O2＝ 2H2O氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O21、电解质是KOH溶液（碱性电解质）总反应方程式2H2＋ O2＝ 2H2O负极：H2–2e－＋ 2OH—＝ 2H2O (氧化反应) 正极：O2＋ H2O＋4e－＝ OH—(还原反应)2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）总反应方程式 2H2＋ O2＝ 2H2O负极：H2–2e－＝ 2H＋ (氧化反应) 正极：O2＋ 4H＋＋ 4e－＝ 2H2O (还原反应)3、电解质是NaCl溶液（中性电解质）总反应方程式 2H2＋ O2＝ 2H2O负极：H2– 2e－＝ 2H＋正极：O2＋ H2O ＋ 4e－＝ 4OH—二、甲醇燃料电池1．碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）总反应方程式 2CH3OH ＋3O2 ＋ 4KOH＝ 2K2CO3 ＋6H2O 正极：3O2 ＋ 12e－＋ 6H20＝ 12OH－负极：2CH3OH–12e－＋16OH—＝ 2CO32－＋12H2O2. 酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应式 2CH3OH ＋ 3O2 ＝ 2CO2 ＋ 4H2O正极：3O2 ＋ 12e－＋ 12H＋＝ 6H2O 负极：2CH3OH –12e－＋2H2O＝12H＋＋2CO2三、CO燃料电池（总反应方程式均为：2CO ＋ O2 ＝ 2CO2）1、熔融盐（铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质）正极： O2 ＋ 4e－＋ 2CO2 ＝ 2CO32－负极： 2CO＋2CO32－– 4e－＝4CO22、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极： O2 ＋ 4e－＋ 4H＋＝ 2H2O 负极： 2CO – 4e－＋ 2H2O ＝ 2CO2＋4H＋四、肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）总反应方程式 N2H4＋ O2＝N2＋2H2O正极： O2＋ 2H2O ＋ 4e－＝ 4OH—负极：N2H4＋4OH—－4e－＝ N2＋4H2O五、甲烷燃料电池1．碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）总反应方程式 CH4＋2KOH＋ 2O2＝ K2CO3＋ 3H2O 正极： 2O2＋ 2H2O ＋ 8e－＝ 8OH—负极： CH4＋10OH—－8e－＝ CO32－＋7H2O2、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应方程式 CH4＋2O2＝ CO2＋ 2H2O正极： 2O2＋ 8e－＋ 8H＋＝ 4H2O 负极： CH4－8e－＋ 2H2O ＝ 8H＋＋ CO2六、丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种）1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）总反应方程式 C3H8 ＋ 5O2 ＝ 3CO2 ＋ 4H2O正极： 5O2 ＋ 20e－＋ 10CO2 ＝ 10CO32－ (还原反应)负极： C3H8 － 20e－＋ 10CO32－＝ 3CO2 ＋ 4H2O (氧化反应)2、酸性电解质（电解液H2SO4溶液）总反应方程式 C3H8 ＋ 5O2 ＝ 3CO2 ＋ 4H2O正极： 5O2 ＋ 20e－＋ 26H＋＝ 10H2O (还原反应)负极： C3H8 － 20e－＋ 6H2O ＝ 3CO2＋ 20 H＋(氧化反应)3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）总反应方程式 C3H8 ＋ 5O2 ＋6KOH ＝ 3 K2CO3 ＋ 7H2O正极： 5O2＋ 20e－＋ 10H2O ＝ 20OH— (还原反应)负极： C3H8 － 20e－＋ 26 OH—＝ 3CO32－＋ 17H2O (氧化反应)七、乙烷燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）总反应方程式 2C2H6 ＋ 7O2 ＋ 8KOH ＝ 4K2CO3 ＋ 10H2O正极： 7O2＋ 28e－＋ 14H2O ＝ 28OH— (还原反应)负极： 2C2H6 － 28e－＋ 36 OH—＝ 4CO32－＋ 24H2O (氧化反应)电解池反应1、惰性电极条件下电解化学方程式：2NaCl＋2H2O 电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑离子方程式： 2Cl－＋2H2O电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑阴极：2H＋＋2e－＝H2↑阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑化学方程式：2CuSO4＋2H2O 电解2Cu↓＋O2↑＋2H2SO4 离子方程式：2Cu2＋＋2H2O电解2Cu↓＋O2↑＋4H＋阴极：2Cu2＋＋ 4e－＝2Cu↓阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O化学方程式：CuCl2电解Cu＋Cl2↑离子方程式：Cu2＋＋2Cl－电解Cu↓＋Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu↓阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑化学方程式：2H2O 电解2H2↑＋O2↑阴极： 4H＋＋4e－＝2H2↑阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O2、电镀：镀件作阴极，被镀金属作阳极，被镀金属的含氧酸盐作电解质溶液镀铜：CuSO4电镀液镀件(－) Cu2＋＋2e－＝Cu↓纯铜(＋) Cu–2e－＝Cu2＋镀锌：ZnSO4电镀液镀件(－) Zn2＋＋2e－＝Zn↓纯锌(＋) Zn–2e－＝Zn2＋镀银：AgNO3电镀液镀件(－) Ag＋＋e－＝Ag↓纯银(＋) Ag–e－＝Ag＋镀镍：NiSO4电镀液镀件(－) Ni2＋＋2e－＝Ni↓纯镍(＋) Ni–2e－＝Ni2＋3、熔融状态下的电解化学方程式：2NaCl(熔融)电解2Na＋Cl2↑离子方程式：2Na＋＋2Cl－(熔融)电解2Na＋Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－＝2Na 阳极：2Cl－－4e－＝Cl2↑化学方程式：2Al2O3(熔融) 电解4Al＋2O2↑离子方程式：4Al3＋＋6O2－熔融电解Na3AlF6 4Al＋3O2↑阴极：4Al3＋＋12e－＝4Al 阳极：6O2－－12e－＝3O2↑。

1、锂电池一型：（负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2）化学方程式8Li＋3SOCl2 === Li2SO3 ＋6LiCl ＋2S2.镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg 电解液KOH）化学方程式：2Al + 2OH– + 2H2O ＝2AlO2–+ 3H23.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）总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）4. LiFePO4电池（正极—LiFePO4，负极—石墨，含Li+导电固体为电解质）总化学方程式 FePO4 + Li LiFePO45.氢--镍电池：（负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH）总化学方程式LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2 6.高铁电池：（负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）总化学方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 7.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）总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 8.钠硫原电池总反应方程式2Na＋n/8 S8Na2S n答案：1.负极：8Li －8e－＝8 Li + (氧化反应)正极：3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－（还原反应)2.负极(Al)：2Al + 8 OH–- 6e- ＝2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg）：6H2O + 6e- ＝3H2↑+6OH–（还原反应)3.负极：4Al－12e－==4Al3+ (氧化反应)正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－（还原反应)4.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)5.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)6.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) 7.放电时负极: LiC6 – xe- ＝Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)正极：Li（1-x)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)8.放电时负极: 2Na– 2e-== 2Na+(氧化反应)正极：n/8 S8 + 2e- == S n2-(还原反应)充电时阴极：2Na+ + 2e- == 2Na(还原反应)阳极：S n2- –2e- == n/8 S8(氧化反应)。

中学重要的电化学方程式1．钢铁的析氢腐蚀（电解质溶液呈较强酸性）负极： Fe －2e - = Fe 2＋ 正极： 2H ＋＋2e -＝H 2↑2．钢铁的吸氧腐蚀 （电解质溶液呈弱酸性、中性）负极： Fe －2e - = Fe 2＋ 正极： O 2＋4e -＋2H 2O = 4OH －3．镁铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池负极：Al －3e －+4OH -＝AlO 2-+2H 2O 正极： 2H 2O+2e -=H 2↑+2OH -4．镁铝插入盐酸中形成原电池负极： Mg －2e -= Mg 2＋ 正极： 2H ＋＋2e -＝H 2↑5．铅蓄电池负极：:Pb + SO 42--2e -=PbSO 4 正极：PbO 2+4H ++SO 42-+2e -= PbSO 4+2 H 2O6．氢氧燃料电池（NaOH 溶液为电解质溶液）负极: H 2 -2e -+ 2OH - = 2H 2O 正极： O 2+4e -+2H 2O=4OH -7．氢氧燃料电池（稀硫酸为电解质溶液）负极: H 2 -2e - = 2H + 正极： O 2＋4e -+4H +=2H 2O8．甲烷燃料电池（氢氧化钠溶液为电解质溶液）负极：CH 4 -8e - + 10OH - = CO 32- + 7 H 2O 正极：O 2＋4e -＋2H 2O = 4OH － ；9．甲烷燃料电池（稀硫酸为电解质溶液）负极：CH 4 -8e -+2H 2O=CO 2+8H + 正极：O 2＋4e -+4H +=2H 2O ；10．惰性电极电解氯化铜溶液阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极：2Cl - - 2e - = Cl 2↑ 总反应：CuCl 2 Cu + Cl 2↑ 11．惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液等 阴极：2H + + 2e - = H 2↑ 阳极： 4OH - - 4e - = 2H 2O + O 2↑总反应：2H 2O 2H 2 ↑+ O 2↑ 12．氯碱工业：阴极：2H ＋＋2e －＝H 2↑ ；阳极：2Cl -―2e -＝Cl 2↑；总反应：2NaCl ＋2H 2O 2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ 。

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－===2AlO－2＋4H2O】正极：【6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－】总反应离子方程式：【2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑】3．氢氧燃料电池：电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极：【2H2－4e－＋4OH－===4H2O】正极：【O2＋2H2O＋4e－===4OH－】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】4．氢氧燃料电池：电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极：【2H2－4e－===4H＋】正极：【O2＋4H＋＋4e－===2H2O】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】5．氢氧燃料电池：电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极：【2H2－4e－===4H＋】正极：【O2＋2H2O＋4e－===4OH－】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】6．甲烷燃料电池：电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极：【2O2＋8e－＋4CO2===4CO2－3】负极：【CH4－8e－＋4CO2－3===5CO2＋2H2O】总反应式：【CH4＋2O2===CO2＋2H2O】7．甲烷燃料电池：酸性电解质(电解液为H 2SO 4溶液)正极：【2O 2＋8e －＋8H ＋===4H 2O 】负极：【CH 4－8e －＋2H 2O===CO 2＋8H ＋】总反应式：【CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O 】8．甲烷燃料电池：碱性电解质(电解液为KOH 溶液)正极：【2O 2＋8e －＋4H 2O===8OH －】负极：【CH 4－8e －＋10OH －===CO 2－3＋7H 2O 】总反应式：【CH 4＋2O 2＋2KOH===K 2CO 3＋3H 2O 】9．甲烷燃料电池：碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH 溶液) 正极：【3O 2＋12e －＋6H 2O===12OH －】负极：【2CH 3OH －12e －＋16OH －===2CO 2－3＋12H 2O 】总反应式：【2CH 3OH ＋3O 2＋4KOH===2K 2CO 3＋6H 2O 】10．甲烷燃料电池：酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极：【3O 2＋12e －＋12H ＋===6H 2O 】负极：【2CH 3OH －12e －＋2H 2O===12H ＋＋2CO 2】总反应式：【2CH 3OH ＋3O 2===2CO 2＋4H 2O 】11．CO 燃料电池：熔融盐(铂为两极、碳酸盐熔融作电解质，空气与CO 2为正极助燃气) 正极：【O 2＋4e －＋2CO 2===2CO 2－3】负极：【2CO ＋2CO 2－3－4e －===4CO 2】12．CO 燃料电池：酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极：【O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 】负极：【2CO －4e －＋2H 2O===2CO 2＋4H ＋】13．用惰性电极电解NaCl 溶液阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【2Cl －－2e －===Cl 2↑】总反应式：【2NaCl ＋2H 2O =====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑】阴极：【2Cu 2＋＋4e －===2Cu 】阳极：【4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑】总反应式：【2CuSO 4＋2H 2O =====电解2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2↑】15．用惰性电极电解熔融MgCl 2阳极：【2Cl －－2e －===Cl 2↑】阴极：【Mg 2＋＋2e －===Mg 】总反应式：【MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑】16．用惰性电极电解熔融Al 2O 3阳极：【6O 2－－12e －===3O 2↑】阴极：【4Al 3＋＋12e －===4Al 】总反应式：【2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑】17．用铜作电极电解H 2O阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【Cu －2e －===Cu 2＋】总反应式：【Cu ＋2H 2O =====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑】18．用铜作电极电解H 2SO 4溶液阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【Cu －2e －===Cu 2＋】总反应式：【Cu ＋H 2SO 4=====电解CuSO 4＋H 2↑】19．用铜作电极电解NaOH 溶液阴极：【2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －】阳极：【Cu －2e －＋2OH －===Cu(OH)2↓】总反应式：【Cu ＋2H 2O =====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑】阴极：【6H ＋＋6e －===3H 2↑】阳极：【2Al －6e －===2Al 3＋】总反应式：【2Al ＋3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3＋3H 2↑】21．用Al 作电极电解NaOH 溶液阴极：【6H 2O ＋6e －===3H 2↑＋6OH －】阳极：【2Al －6e －＋8OH －===2AlO －2＋4H 2O 】总反应式：【2Al ＋2H 2O ＋2NaOH =====电解2NaAlO 2＋3H 2↑】22．铁—镍电池(负极—Fe ，正极—NiO 2，电解液—KOH 溶液) 已知Fe ＋NiO 2＋2H 2O充电 放电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：【 负极：【Fe －2e －＋2OH －===Fe(OH)2】正极：【NiO 2＋2H 2O ＋2e －===Ni(OH)2＋2OH －】阴极：【Fe(OH)2＋2e －===Fe ＋2OH －】阳极：【Ni(OH)2－2e －＋2OH －===NiO 2＋2H 2O 】23．LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4，负极—Li ，含Li ＋导电固体为电解质) 已知FePO 4＋Li充电 放电LiFePO 4，则 负极：【Li －e －===Li ＋】正极：【FePO 4＋Li ＋＋e －===LiFePO 4】阴极：【Li ＋＋e －===Li 】阳极：【LiFePO 4－e －===FePO 4＋Li ＋】24．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 ＋2K 2FeO 4＋8H 2O充电 放电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ，则：【 负极：【3Zn －6e －＋6OH －===3Zn(OH)2】正极：【2FeO 2－4＋6e －＋8H 2O===2Fe(OH)3＋10OH －】阴极：【3Zn(OH)2＋6e －===3Zn ＋6OH －】阳极：【2Fe(OH)3－6e －＋10OH －===2FeO 2－4＋8H 2O 】。

一、氢氧燃料电池1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以：负极的电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH- ，因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。

2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ，2O2- + 4H+ ===2H2O)3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。

电化学必备方程式电化学是研究电荷转移和电荷转移过程的科学领域。

在电化学中，有一些重要的方程式被广泛使用，以描述电化学系统中的化学反应和电流。

本文将介绍一些电化学中必备的方程式，帮助读者更好地理解电化学原理和应用。

1. Faraday第一定律Faraday第一定律是描述电化学系统中电解质转移的方程式。

它表示电流通过电解质溶液中的物质时，可导致物质的转移的亚金属，并与电流量成正比。

该定律可以用以下方程式表示：m = nFz其中，m表示电解质中物质的质量变化，n表示转移的电荷数，F表示法拉第常数（1 mole电子电荷的大小），z表示与转移的电荷数相关的物质因子。

2. Faraday第二定律Faraday第二定律描述了电解质在电净量相同时转移的速率与它们的等效浓度之间的关系。

该定律可以用以下方程式表示：I = nFAv其中，I表示电流强度，n表示转移的电荷数，F表示法拉第常数，A表示电解质的等效浓度，v表示电化学方程式中涉及的物质的摩尔数。

3. Nernst方程式Nernst方程式描述了电解质溶液中电势的变化与离子浓度之间的关系。

该方程式可以用以下形式表示：E = E_0 - (RT/nF)ln([O]/[R])其中，E表示电势，E_0表示标准电势，R表示理想气体常数，T表示温度，n表示涉及到的电子转移的电荷数，F表示法拉第常数，[O]和[R]表示电解质中的氧化物和还原物的浓度。

4. Butler-Volmer方程式Butler-Volmer方程式描述了电化学过程中电流密度和反应速率之间的关系。

该方程式可以用以下形式表示：i = i_0[exp((alpha_a(F/R)η)] - [exp(-(alpha_c(F/R)η)]其中，i表示电流密度，i_0表示表面处于平衡时的反应速率，alpha_a和alpha_c表示阴极和阳极的传递系数，F表示法拉第常数，R表示气体常数，η表示过电势。

5. Tafel方程式Tafel方程式用于描述电极反应速率与电势之间的关系。

高考难点突破电化学方程式的书写专题一、原电池电极反应方程式的书写1、非燃料电池电极方程式[例]铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O =Fe(OH)2+2Ni(OH)2[步聚]步聚1用双线桥表示电子转移步骤2找一剂一产负〔化合价升高〕Fe → Fe(OH)2正〔化合价降低〕Ni2O3→ 2Ni(OH)2步骤3配电子、配电荷、配水负Fe—2e—+2OH—= Fe(OH)2阴正Ni2O3 + 2e— +3H2O = 2Ni(OH)2+2OH—阳步骤4充电时电极方程式对应口诀：负阴XX，电子移项。

阴Fe(OH)2+ 2e— = Fe+2OH—负阳2Ni(OH)2+2OH——2e— = Ni2O3+3H2O 正[规律]①阴离子向负极移动②负极的质量减小③PH：正升负降④充电时接电源：正正负负[练习]：高铁酸钾电池3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn〔OH〕2+2Fe〔OH〕3+4KOH 3Zn+2FeO42—+8H2O=3Zn〔OH〕2+2Fe〔OH〕3+4OH—特殊二次电池系列〔1〕铅蓄电池Pb |H2SO4| PbO2[反例]①硫酸根离子向正负极双向移动②负极的质量增加③负极附近PH不变④当电路中转移2mol电子时消耗2mol硫酸〔正负都消耗硫酸〕。

几摩电子几摩酸〔2〕锂电池锂金属电池：锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

放电反应：Li+MnO2=LiMnO2模版：负极Li—e- = Li+ 正极：Li++e-+x = Lix练习：Li+FePO4=LiFePO4LiC6+MnO2=LiMnO2+C6 (LiC6中Li原子嵌入在石墨C6中，Li为0价，降低活性，避免充电暴炸〕Li(1-x)FePO4+Li x C6 =LiFePO4+ C6负极Li x C6→ xLi+ + xe- + C6正极Li(1-x)FePO4 + xLi+ + xe-→ LiFePO4〔3〕镍氢电池电解质主要为KOH作电解液放电时正极：NiOOH + H2O + e- → Ni〔OH〕2 + OH-阳极负极：MH + OH-— e-→ M + H2O (MH中H为0价) 阴极总反应：MH + NiOOH → M + Ni〔OH〕2以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，其中H为0价。

电化学方程式
嘿呀，电化学方程式那可真是太有意思啦！比如说锌铜原电池的方程式，锌失去电子变成锌离子，这就是：Zn - 2e- = Zn2+，那铜这边呢，就正好
相反啦，铜离子得到电子变成铜单质，Cu2+ + 2e- = Cu。

你想想看呀，这不就好像是一场电子的“接力赛”嘛！
再来说说电解池的，就拿电解水来说吧，水通电后分解成氢气和氧气，2H2O ==通电== 2H2↑ + O2↑。

哎呀，这多神奇呀，电能就把水变成了两种完全不同的气体呢！就好像魔法一样！
还有啊，电镀的时候也会有电化学方程式呢。

比如给铁制品镀铜，那铜就在阴极上被还原啦，Cu2+ + 2e- = Cu，铁制品在阳极失去电子，这不就是一种“华丽变身”嘛！怎么样，电化学方程式是不是超级有趣的呀！。

【原电池】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↑Cu─CuSO4─Zn原电池正极：Cu2+ + 2e-Cu负极：Zn─2e-Zn2+总反应式：Zn + Cu2+Zn2+ +Cu2．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↓［F e(O H)2最终转变为铁锈］4.析氢腐蚀(酸性)负极：Fe–2e-＝Fe2+正极：2H++2e-＝H2↑总反应:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑5．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 + O22H2O6．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 + O22H2O7．氢氧燃料电池（熔融氧化物O2-介质）正极：O2 + 4e-2O2-负极：2H2─4e- + 2O2-2H2O总反应式：2H2 + O22H2O8.铅蓄电池（放电）正极(PbO2) ：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+PbSO4↓+ 2H2O负极(Pb) ：Pb ─2e- + SO42-PbSO4↓总反应式：Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-2PbSO4↓+ 2H2O9．Al─NaOH─Mg原电池正极：2H2O + 2e-H2↑ + 2OH-负极：Al─3e- + 4OH- == AlO2- + 2H2O总反应式：2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑10．CH4燃料电池(碱性介质)正极：O2 + 2H2O + 4e-4OH-负极：CH4─8e- + 10OH-CO32- + 7H2O总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH-CO32- + 3H2O11．CH 4燃料电池(酸性介质)正极：O 2 + 4H ++ 4e - 2H 2O负极：CH 4─8e - + 2H 2O CO 2 + 8H +总反应式：CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2O12.CH 4燃料电池（熔融氧化物O 2-介质）正极：O 2 +4e - 2O 2-负极：CH 4─8e - + 4 O 2- CO 2 + 2H 2O总反应式：CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2O13.CH 4燃料电池(熔融碳酸盐介质)正极：O 2 + 2 CO 2 + 4e - 2CO 32-负极：CH 4─8e - + 4CO 32- 5CO 2+ 2H 2O总反应式：CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2O14.熔融碳酸盐燃料电池（Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐作电解液，CO 作燃料）：正极：O 2 + 2CO 2 + 4e - 2CO 32- (持续补充CO 2气体) 负极：2CO + 2CO 32-─4e - 4CO 2总反应式：2CO + O 2 2CO 215．银锌纽扣电池(碱性介质)正极 (Ag 2O) ：Ag 2O + H 2O + 2e - 2Ag + 2OH -负极 (Zn) ：Zn + 2OH -─2e - ZnO + H 2O总反应式：Zn + Ag 2O ZnO + 2Ag16.Li-SOCl 2电池正极 22244SOCl e Cl S SO --+=++ 负极Li - e- = Li +总反应式：4Li+2SOCl 2 = 4LiCl +S +SO 217..Li-电池r-MnO 2作正极活性材料，电解液是LiClO4正极 Li + + MnO 2 + e- = LiMnO 2 负极 Li - e- = Li +总反应式：Li + MnO 2 = LiMnO 218.CH 3OH 燃料电池(碱性介质)正极：O 2 + 2H 2O + 4e - 4OH -负极：CH 3OH ─6e - + 8OH - CO 32- + 6H 2O总反应式：2CH 3OH + 3O 2 + 4OH - 2CO 32- + 6H 2O19．CH 3OH 燃料电池(酸性介质)正极：O 2 + 4H ++ 4e - 2H 2O负极：CH 3OH ─6e - + H 2O CO 2 + 6H +总反应式：CH 3OH + 2O 2 CO 2 + 2H 2O .20.C 2H 5OH 燃料电池(碱性介质)正极：O 2 + 2H 2O + 4e - 4OH -负极：C 2H 5OH ─12e - + 16OH - 2CO 32- + 11H 2O总反应式：C 2H 5OH + 3O 2 + 4OH - 2CO 32- + 5H 2O21.氨气-氧气燃料电池(碱性介质)正极： O 2 + 2H 2O + 4e - 4OH -负极： 2NH 3 — 6e - + 6OH - = N 2 +6H 2O 总反应式 4NH 3+3O 2N 2+6H 2O ，【电解电极反应式】1．电解CuCl 2溶液阳极：2Cl -─2e - Cl 2↑阴极：Cu 2+ + 2e - Cu总反应式：2Cl - + Cu 2+ Cl 2↑ + Cu2．电解精炼铜阳极（粗铜）：Cu ─2e - Cu 2+阴极 (纯铜) ：Cu 2+ + 2e - Cu总反应式：3．电镀铜阳极（纯铜）：Cu ─2e -Cu 2+阴极（待镀金属，如Fe ）：Cu 2+ + 2e -Cu 总反应式：4．电解饱和食盐水阳极：2Cl -─2e - Cl 2↑阴极：2H + + 2e - H 2↑总反应式：2Cl - + 2H 2O H 2↑ + Cl 2↑ + 2OH- 2NaCl + 2H 2O 电解2NaOH + H 2↑+ Cl 2↑7．电解H 2SO 4溶液阳极：4OH -─4e - O 2↑ + 2H 2O阴极：4H + +4e - 2H 2↑总反应式：2H 2O 2H 2↑ + O 2↑9．电解CuSO 4溶液阳极：4OH -─4e - O 2↑ + 2H 2O阴极：2Cu 2+ + 4e - 2Cu总反应式：2Cu 2+ + 2H 2O 2Cu + O 2↑ + 4H +10．电解AgNO 3溶液阳极：4OH -─4e - O 2↑ + 2H 2O阴极：4Ag + + 4e -4Ag总反应式：4Ag + + 2H 2O 4Ag + O 2↑ + 4H +11．铅蓄电池充电阳极：PbSO 4─2e - + 2H 2O PbO 2 + SO 42- + 4H + 阴极：PbSO 4 + 2e - Pb + SO 42-总反应式：2PbSO 4 + 2H 2O Pb + PbO 2 + 4H + + 2SO 42-12、Fe 3+ + 3H 2O Fe(OH)3(胶体) + 3H +13、【Al 的工业制备—电解熔融的Al 2O 3】电解Na 3AlF 62Al 2O 3 4Al+3O 2↑。

电化学方程式的书写一、加减原则：在电子得失守恒的情况下，两个电极反应式叠加，会得到电极总反应式（注意：若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质）。

故书写时，可以先写总反应式和较简单的电极反应式，再利用总反应式减去较简单电极反应式得到较复杂电极反应式。

二、以氧气为助燃剂的燃料电池电极方程式的书写原则：1．先写出电极总反应式；2．再写出氧气所在电极（正极）的电极方程式：酸性：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O中性和碱性：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－3．最后利用总反应式减去正极反应可得到负极的电极方程式。

三、得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加H2O（电解质溶液为酸性）或OH－（电解质溶液为碱性或中性）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质溶液为碱性或中性）或H＋（电解质溶液为酸性）。

如“纽扣”电池的电解质溶液为KOH溶液，其总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2，负极Zn→Zn(OH)2，根据得氧原则，负极反应式为：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2，正极Ag2O→Ag，根据失氧原则，正极反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－。

四、逆向原则：对于可充电电池的电极反应而言：充电时阴极反应，为放电时负极反应的逆反应；充电时阳极反应，为放电时正极反应的逆反应。

五、信息原则：仔细阅读题中所给出的信息，并以题中所给信息为准书写方程式。

六、背诵原则：对于必修2，选修5教材所出现的电极反应，如果不能理解记忆，那就请同学们背下来。

当堂练习：1．铅蓄电池，总反应方程式为：（1）放电时电极反应正极：____________________ ____ ____ _____ ___ ______。

负极：______________________ __ _______ ____ ____ ___。

（2）充电时电极反应阴极：____________________ ____ ____ ____ ____ ______。

电化学法二氧化碳制乙烯的方程式电化学法二氧化碳制乙烯的方程式是2CO2+12H++12e-等于
C2H4+4H2O。

扩展：
二氧化碳的碳是正四价，是非常稳定的化合物，已经不能再被氧化了，只能被还原，从热力学角度来看，多种二氧化碳还原产物在热力学上都是可行的。

虽然多种二氧化碳电还原的产物在热力学上是可行的。

但是，二氧化碳是比较稳定的分子，激活其碳一氧双键需要耗费大量的能量。

因此，通过催化剂活化反应中间体，降低反应能垒是解决二氧化碳电还原的关键。

根据还原产物可以将催化剂金属分为四类，第一类是可以将二氧化碳还原为甲酸或甲酸盐的金，属，包括铅Pb，汞Hg，铊T1，钢In，锡Sn，镉Cd和秘Bi，第二类，是可以将二氧化碳还原为一氧化碳的金属，包括金Au，银Ag，锌Zn，钯Pd和家Ga，第三类是低效催化剂，仅能少量转化二氧化碳产生一氧化碳，大部，分电能转变为氢还原，这类金属包括锦Ni，铁Fe，铂Pt和钛Ti。

43第二部分电化学方程式1、铜锌原电池（硫酸做电解液）负极：Zn-2e -==Zn 2+正极：2H ++2e -==H 2↑总反应：Zn+2H +==Zn 2++H 2↑2、铅蓄电池（放电）负极：Pb+SO 42--2e -==PbSO 4正极：PbO+4H ++SO 42-+2e -==PbSO 4+2H 2O 总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4==2PbSO 4+2H 2O3、铅蓄电池（充电）阴极：PbSO 4+2e -==Pb+SO 42-阳极：PbSO 4+2H 2O-2e -==PbO+4H ++SO 42-总反应：2PbSO 4+2H 2O==PbO 2+Pb+2H 2SO 44、氢氧燃料电池（酸性电解质溶液）负极：H 2-2e -==2H +正极：O 2+4e -+4H +==2H 2O 总反应：2H 2+O 2==2H 2O5、氢氧燃料电池（碱性电解质溶液）负极：H 2-2e -+2OH -==2H 2O 正极：O 2+4e -+2H 2O==4OH -总反应：2H 2+O 2==2H 2O6、甲醇燃料电池（碱性电解质溶液）负极：CH 3OH -6e -+8OH -=CO 2-+6H 2O 正极：3O 2+12e -+6H 2O=12OH -总反应式：2CH 3OH +3O 2+4KOH ==2K 2CO 3+6H 2O7、甲醇燃料电池（酸性电解质溶液）负极：2CH 3OH-12e -+2H 2O =12H ++2CO 2正极：3O 2+12e -+12H +=6H 2O 总反应：2CH 3OH +3O 2===2CO 2+4H 2O8、电解氯化铜溶液阴极：Cu 2++2e -==Cu 阳极：2Cl --2e -==Cl 2↑总反应：CuCl 2==Cu+Cl 2↑（电解）9、电解氯化钠溶液（氯碱工业、工业制氯气）阴极：2H ++2e -==H 2↑阳极：2Cl --2e -==Cl 2↑总反应：2NaCl+2H 2O==2NaOH+H 2↑+Cl 2↑（电解）10、电解硫酸铜溶液阴极：Cu 2++2e -==Cu 阳极：4OH --4e -==O 2↑+2H 2O总反应：2CuSO 4+2H 2O==2Cu+O 2↑+2H 2SO 4（电解）11、电解氢氧化钠溶液阴极：2H ++2e -==H 2↑阳极：4OH --4e -==O 2↑+2H 2O总反应：2H 2O==2H 2↑+O 2↑（电解）12、向铜上镀银（镀件做阴极，镀层金属做阳极，镀层金属盐溶液做电解质溶液）阴极：Ag ++e -==Ag 阳极：Ag-e -==Ag +13、精炼铜反应（粗铜做阳极，精铜做阴极）阴极：Cu 2++2e -==Cu 阳极：Cu-2e -==Cu 2+14、析氢腐蚀负极：Fe-2e -==Fe 2+正极：2H ++2e -==H 2↑总反应：Fe+2H +==Fe 2++H 2↑15、吸氧腐蚀负极：2Fe-4e -==2Fe 2+正极：2H 2O+O 2+4e -==4OH -总反应：2Fe+O 2+2H 2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O 2+2H 2O==4Fe(OH)3。

Ⅰ、原电池电极方程式1、Cu ─ H2SO4─ Zn原电池正极：2H++ 2-e=== H2↑负极：Zn - 2-e=== Zn+2总反应式：Zn + 2 H+=== Zn+2+ H2↑2、Cu ─ FeCl3─ C原电池正极：2Fe+3+ 2-e=== 2Fe+2负极：Cu - 2-e=== Cu+2总反应式：2Fe+3+ Cu === 2Fe+2+ Cu+23、钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2Fe - 4-e=== 2Fe+2总反应式：2Fe + O2 + 2H2O === 2F e(O H)24、氢氧燃料电池（中性介质）正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2H2- 4-e=== 4H+总反应式：2H2 + O2 === 2H2O5、氢氧燃料电池（酸性介质）正极：O2 + 4H++ 4-e=== 2 H2O负极：2H2- 4-e=== 4H+总反应式：2H2 + O2 === 2H2O6、氢氧燃料电池（碱性介质）正极：O2 + 2H2O + 4-e=== 4OH-负极：2H2- 4-e+ 4OH-=== 4H2O总反应式：2H2 + O2 === 2H2O7、铅蓄电池（放电）+ 4H+=== PbSO4 + 2H2O 正极（PbO2）：PbO2 + 2-e+ SO-24负极（Pb）：Pb - 2-e+ SO-2=== PbSO44=== 2PbSO4 + 2H2O 总反应式：Pb + PbO2 + 4H++ 2SO-248、Al ─ NaOH ─ Mg原电池正极：6H2O + 6-e=== 3H2↑+ 6OH-+ 4H2O负极：2Al - 6-e+ 8OH-=== 2AlO-2总反应式：2Al + 2OH-+ 2H2O === 2AlO-+ 3H2↑29、CH4燃料电池（碱性介质）正极：2O2 + 4H2O + 8-e=== 8OH-负极：CH4- 8-e+ 10OH-=== CO-2+ 7H2O3+ 3H2O总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH-=== CO-2310、熔融碳酸盐燃料电池（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO 作燃料）：【持续补充CO2气体】正极：O2 + 2CO2 + 4-e=== 2CO-23- 4-e=== 4CO2负极：2CO + 2CO-23总反应式：2 CO + O2 === 2 CO211、银锌纽扣电池【碱性介质】正极（Ag2O）：Ag2O + H2O + 2-e=== 2Ag + 2OH-负极（Zn）：Zn + 2OH-- 2-e=== ZnO + H2O总反应式：Zn + Ag2O === ZnO + 2AgⅡ、电解电极方程式1、电解CuCl2溶液阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式：2Cl-+ Cu+2Cl2↑+ Cu2、电解精炼铜阳极（粗铜）：Cu - 2-e=== Cu+2阴极（纯铜）：Cu+2+ 2-e=== Cu 总反应式：（无）3、电镀铜阳极（纯铜）：Cu - 2-e=== Cu2+阴极（待镀金属，如Fe）：Cu+2+ 2-e=== Cu总反应式：（无）4、电解饱和食盐水阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：2H2O + 2-e=== H2↑+ 2OH-总反应式：2Cl-+ 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2OH-5、电解HCl 溶液阳极：2Cl-- 2-e=== Cl2↑阴极：2H++ 2-e=== H2↑总反应式：2Cl-+ 2H+Cl2↑+ H2↑6、电解NaOH 溶液阳极：4OH-- 4-e=== O2↑+ 2H2O阴极：4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑7、电解H2SO4溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4H++ 4-e=== 2H2↑总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑8、电解KNO3溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4H2O + 4-e=== 2H2↑+ 4OH-总反应式：2H2O 2H2↑+ O2↑9、电解CuSO4溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：2Cu+2+ 4-e=== 2Cu总反应式：2Cu+2+ 2H2O 2Cu + O2↑+ 4H+10、电解AgNO3溶液阳极：2H2O - 4-e=== O2↑+ 4H+阴极：4Ag++ 4-e=== 4Ag总反应式：4Ag++ 2H2O 4Ag + O2↑+ 4H+11、铅蓄电池（充电）+ 4H+阳极：PbSO4- 2-e+ 2H2O === PbO2 + SO-24阴极：PbSO4 + 2-e=== Pb + SO-24总反应式：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4 H++ 2 SO-24。

常用的电化学计算公式(1) Cottrell 方程: 2/12/12/10)(t C nFAD t i π= 施加恒电势，即从无电化学反应的电势阶跃到发生电化学反应的电势，过程中电流与时间的变化关系。

根据电流随时间的衰减规律可以判断电极过程的控制步骤；常用于测定溶液态物质的扩散系数或定量地研究修饰电极膜内的电荷传输过程。

使用该方程必须满足半无限扩散的条件。

(2) Rendle-Sevcik 方程: C nFAD RT nF i p 2/12/14463.0ν⎟⎠⎞⎜⎝⎛=半无限扩散的条件下的线性扫描可逆波方程式，表示了电流与电势扫描速度的关系。

常用此方程测定物质的扩散系数或测定电极的电化学面积。

(3) Heyrovsky-Ilkovic 方程:()()RT E E nF i i i 3.2log 2/1lim −=⎭⎫⎩⎨⎧− 应用于扩散控制的可逆电化学反应，以E 对ii i −lim lg 作图为一直线，由直线的斜率可以求得n 值。

由直线在0lg lim =−ii i 时的截距可以求得E 1/2。

(4)Butler-V olmer 方程:()()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−Γ−⎦⎤⎢⎣⎡−Γ=RT E E nF RT E E nF nFAk i R O s E '0'01exp exp αα 该式包括了电极反应动力学和热力学过程及其电化学性质以及各有关参数，如电流(i )，E ，k s ，α以及浓度之间的关系。

在特定的条件下，即平衡的情况（i =0），该式为Nernst 公式。

(5) Levich 方程:C nFAD i Lev 6/12/13/262.0γω=对于可逆的电化学反应，使用旋转园盘电极，如果选择一定值范围且符合层流要求，可以得到稳态对流扩散过程。

利用电流与ω1/2成正比，可以判断电极反应的控制步骤，还可利用I-ω1/2关系的斜率来估计反应电子数。

(6) Michaelis-Menten 方程: Mcat cat K C C k nFA i +Γ= 此方程与酶促反应的动力学的表达形式一致，其应用条件要求酶促反应的速度比扩散过程慢，即催化电流受酶促反应的动力学控制，常用该方程求算米氏常数。