电池的方程式及电极反应练习
- 格式:doc
- 大小:567.00 KB
- 文档页数:6
原电池中电极反应式的书写电极反应式的书写一直以来都是学生学习的一大难点,如何正确书写原电池的电极反应式呢?现总结如下:在书写电极反应式之前,必须先了解原电池的类型,大致分为三种:(1)负极参与反应,而正极不参与反应,如常见的铜锌原电池;(2)负极、正极均参与反应,如可充电电池铅蓄电池在放电时的过程;(3)负极、正极均不参加反应,如燃料电池。
在书写时首先要判断属于何种类型的电池。
一般第一种原电池负极为较活泼金属,正极为较不活泼金属(注意结合电解质溶液)或石墨,负极和电解质溶液能发生自发的氧化还原反应。
例:铜锌原电池,应先书写自发的氧化还原反应,即总化学方程式电池反应:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑;然后利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应:负极:Zn-Ze -=Zn 2+ 正极:2H ++2e -=H 2↑再对于较复杂的镁铝氢氧化钠溶液组成的电池。
写出总离子方程式:2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑首先看负极部分:2Al-6e -→2AlO 2-,可看作Al-3e -=Al 3+; Al 3+再与OH -反应生成AlO 2-,即Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O ,故综合可得负极反应式为:2Al-6e -+8OH -=2AlO 2-+4H 2O再由总式-负极反应式得出正极反应式:6H 2O+6e -=6OH -+3H 2↑[练习]书写Cu 、Fe 与浓HNO 3形成原电池的总反应及电极反应式。
答:总:Cu+4H ++2NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O负极:Cu-2e -=Cu 2+ 正极:4H ++2NO 3-+3e -=2NO 2↑+2H 2O对于第二种题型可充电电池一般题目会直接告诉总化学方程式,首先明确放电时是原电池,再利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应,列出正、负极发生的反应物及产物,然后利用电荷守恒、原子守恒,补充与电解质有关的离子或者物质,写出负极和正极反应方程式。
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。
把化学能转化为电能的装置或通过自发的氧化还原反应产生电流的装置称为原电池。
原电池反应属于自发的氧化还原反应,通常只要是一个放热的氧化还原反应,理论上均可设计成原电池反应。
原电池电极反应式的书写,特别是有机燃料电池电极反应式的书写,在高考中占有重要的地位,是高频考点,也是难点,同学们在这一块知识点的处理上很棘手。
下面,笔者就谈谈自己在书写原电池电极反应式的一些个人见解,敬请同仁斧正。
一、背景原电池实质上是把一个完整的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在两个电极发生,通过闭合回路,实现电子的定向移动而形成电流,从而实现了化学能转化为电能的过程。
这样就涉及电子和离子的定向移动来平衡电荷,故在书写和配平电极方程式时,应涉及电子守恒和电荷守恒,所以,其配平又有不同于氧化还原反应配平的地方,这就给配平带来不便。
二、配平方法(一)化合价升降法配平电极方程式,需先确定反应条件的影响。
有机物燃料电池,它可以是酸性环境放电,也可以是碱性环境放电,且C 稳定化合价为+4价。
酸性环境中,+4价C 以CO 2形式存在;碱性环境中,+4价C 以CO 32-形式存在。
所以酸性环境放电和碱性环境放电的电极方程式又有所不同。
例如:1.甲烷燃料电池(1)酸性环境负极:CH 4失去电子,C 从-4价升高到+4价,失去8个电子,即:CH 4-8e -=CO 2,根据酸性环境和电荷守恒,应在等号后加8H +;根据氢原子守恒,应在等号前加2H 2O ,最后得到的负极电极反应式为:CH 4+2H 2O -8e -=CO 2+8H +。
正极:O 2得到电子,O 从0价降低到-2价,得到4个电子,即:O 2+4e -=2O 2-,但O 2-不能存在于溶液中,酸性环境中以H 2O形式存在,正极反应式为:O 2+4H ++4e -=2H 2O 。
总反应式为:CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O(2)碱性环境负极:CH 4失去电子,C 从-4价升高到+4价,失去8个电子,即:CH 4-8e -=CO 32-,根据碱性环境和电荷守恒,应在等号前加10OH -,等号后加2H 2O ,最后得到的负极电极反应式为:CH 4+10OH --8e -=CO 32-+7H 2O 。
电化学——原电池1) Zn、C U/(H2SO4)负极:Zn-2e=Z『+正极:2H++2e「=H2 T总反应:Zn+2H+= H2 T + Z n+2) Zn、Fe/(NaCI 酚酞,中性吸氧)负极:2Zn-4e-=2Zn2+正极:4e-+2H2O+O2=4OH- 总反应:2Zn+2H2O+O2=2Zn(OH)23) Zn、C/(NH4CI溶液)负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3 T +HT 总反应:Zn+2NH4+= Zn2++2NH3T +H2T4) 甲烷燃料电池CH4、O2(KOH 溶液)负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 正极:8e-+4H2O+2O2=8OH-总反应:CH4+2O2+2KOH=K 2CO3+3H2O5) H2、O2/(H 2SO4) 负极:2H2-4e-=4H+正极:4e-+O2+4H+=H2O总反应:2H2+O2=2H2O6) Mg、AI/(HCI 溶液) 负极:Mg-2e-=Mg2+正极:2H++2e-=H2T总反应:Mg+2H +=Mg2++H2T7) Mg、AI/(NaOH 溶液)负极:2AI+8OH-—6e-=2AIO2-+4H2O 正极:6H2O+6G 6OH■+ 3H2 T总反应:2OH-+2AI+2H 2O=2AIO 2-+3H2T8) Fe、Cu/(浓硝酸)两组1 负极:Cu-2e-=Cu2+正极:2NO3-+2e-+4H+=2NO2T+2H2O+ - 2+总反应:Cu+4H++2NO3- = Cu2++2NO2T +2H2O2 负极:3Fe-6e-=3Fe2+正极:2NO3-+6e-+8H+=2NO T+4H2O- + 2+总反应:3Fe+ 2NO3-+8H+= 2NO T +3Fe2++4H2O9) Zn、Ag2O/(NaOH 溶液)负极:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O 正极:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 总反应:Ag2O+Zn=ZnO+2Ag10) CO、O2/(Na2CO3、Li2O3)负极:2CO+2CO32--4e-=4CO2 正极:O2+2CO2+4e-=2CO32- 总反应:2CO+O2=2CO21 1 )锌锰干电池/(NH4CI 溶液)负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+NH3+H2O 总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O12) 锂电池负极:2Li-2e-=2Li+正极:I2+2e-=2I-总反应:2Li+I 2=2LiI13) H2、O2/(碱液)负极:2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:02+2出0+46=40才总反应:2H2+O2=2H2O- 3+ -14) 海水电池负极:2AI-6e-=2AI3+正极:6H2O+3O2+12e-=12OH-总反应:4AI+3O 2+6H2O=4Al(OH) 3 J15) 乙醇电池/(碱液)- - 2- -负极:C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 正极:3O2+12e-+6H2O=12OH 总反应:C2H5OH+3O2 +4OH- =2CO32-+5H2O16) 铅蓄电池- 2- - 2- +负极:Pb-2e+SO4 =PbSO4J 正极:PbO2+2e+SO4 +4H =PbSO4J +H22O 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4J +2H2O17) Cu、Fe/(稀硫酸) 负极:Fe-26=F$ 正极:2H++2e-=H2 T 总反应:Fe+2e- =Fe2++ H2T 18)Al、Ag2S/(NaCI 溶液)负极:2AI-6e-=2AI‘+正极:3Ag2S+6e-=6Ag+3S2"总反应:2AI+3Ag 2S+6H2O=2AI(OH)3 J+H2S T +6Ag19)C4H10、O2/0O2,传导O2-)- 2- - 2-负极:2C4H10-52e-+26O2-=8CO2+10H2O 正极:13O2+52e-=26O2-总反应:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O20)Fe、Si/(NaOH 溶液)负极:Si-4e-+6OH-=SiO32-+3H2O 正极:4H2O+4e-=4OH-+2H2T总反应:Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2T21)Fe、C/(NaOH 溶液)负极:2Fe-4e'=2Fe2+正极:4e-+2H2O+O2=4OH- 总反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 ;- 2+22)Fe /(AgNO3 溶液)负极:Fe-2e-=Fe正极:2Ag++2e-=2Ag 总反应:Fe+2Ag+= Fe2++2Ag23)Mg、Pb/(稀硝酸)负极:3Mg-6e -=3Mg2+正极:2NO3-+6e-+8H+=2NO T+4H2O总反应:3Mg+2NO3-+8H+= 3Mg2++2NO T+4H2OMg、Pb/(浓硝酸)负极:Mg-2e-=Mg2+正极:2NO3-+2e-+4H+=2NO2T+2H2O 总反应:Mg+2NO 3-+4H+= Mg2++2NO2T+2H2O24)Zn、Cu/(NaOH 溶液)负极:Zn-2e-+4OH-=ZnO22—+2H2O 正极:2H2O+2e-=H2T +2OH-总反应:Zn+2OH- =ZnO22—+H2T。
1.电化腐蚀:发生原电池反应,有电流产生〔1〕吸氧腐蚀负极:Fe-2e-==Fe2+正极:O2+4e-+2H2O==4OH-总式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O〔2〕析氢腐蚀:CO2+H2O H2CO3H++HCO3-负极:Fe -2e-==Fe2+正极:2H+ + 2e-==H2↑总式:Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
常见原电池(1)一次电池①碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH工作原理:负极Zn+2OH—-2e-=Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。
②钮扣式电池(银锌电池)锌银电池的负极是Zn,正极是Ag20,电解质是KOH,总反应方程式:Zn+Ag20=2Ag+ZnO特点:此种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电。
③锂电池锂电池用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。
锂电池的主要反应为:负极:8Li-8e—=8Li+;正极:3SOC12+8e—=SO32-+2S+6Cl—总反应式为:8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S特点:锂电池是一种高能电池,质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。
(2)二次电池①铅蓄电池:(1)铅蓄电池放电原理的电极反应负极:Pb+S042—-2e—=PbSO4;正极:Pb02+4H++S042—+2e—=PbSO4+2H20总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbS04+2H2O(2)铅蓄电池充电原理的电极反应阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-;阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4②镍一镉碱性蓄电池构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是NiO(OH),电解液是KOH工作原理:负极:Cd+2OH—-2e-=Cd(OH)2;正极:2NiO(OH)+2H2O+2e -=2Ni(OH)2+2OH—总反应式:特点:电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长,但一般体积大、废弃电池易污染环境。
高中常见的原电池电极反应式的书写(十年高考)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+ == Zn2+ +H2↑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+== Fe2+ + H2↑(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 + 4e- +2H2O ==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+12e- +6H2O==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:2NH4++2e- +2MnO2==2NH3+Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:Zn–2e- + 2OH-== Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2 + 2e- + 2H2O ==2MnOOH + 2OH-(还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ 2MnOOH7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn–2e- +2OH–== Zn(OH)2 (氧化反应)正极:Ag2O + 2e- + H2O == 2Ag + 2OH-(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、铂网等惰性材料、电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ (氧化反应)正极:3O2 + 12e-+ 6H2O==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- 6e- + 8OH–=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–+ 3H2↑10、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-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O (还原反应) 充电时阴极:PbSO4 + 2e-== Pb+ SO42-(还原反应)阳极:PbSO4-2e- + 2H2O == PbO2 + SO42-+ 4H+(氧化反应)放电2PbSO4+2H2O总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4充电2、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—+ 2OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极:NiO2+ 2e—+ 2H2O == Ni(OH)2 + 2OH–(还原反应) 充电时阴极:Fe (OH)2 + 2e—== Fe + 2OH–(还原反应)阳极:Ni(OH)2-2e—+ 2OH– == NiO 2 + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O放电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 + e—+ Li+ == 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 放电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—+ 2OH– == 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 + 2OH–(还原反应)阳极:2Ni(OH)2-2e—+ 2OH– == 2NiOOH + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电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 放电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- + 6OH–== 3Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO42—+6e-+ 8H2O == 2Fe (OH)3 + 10OH–(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2 + 6e- == 3Zn + 6OH–(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 放电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+ xe-+ x Li+ =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 放电LiCoO2 + Li(1-x)C6注意:可充电电池充电时与电源的连接可充电电池用完后充电时,原电池的负极与外电源的负极相连,原电池的正极与外电源的正极相连。
高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]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-==4OH (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+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-==12OH(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充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO2、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– == NiO2+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO2+ 2H2O放电 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充电放电 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)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 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)Ni(OH)2+Cd(OH)2总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O放电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 充电放电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。
高中常见的原电池电极反应式的书写书写过程归纳: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: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—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、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)2 3、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 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)Ni(OH)2+Cd(OH)2 正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH – (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 放电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 放电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。
铅酸蓄电池反应化学方程式
铅酸蓄电池是一种备受欢迎的蓄电池,由于它的安全性、可靠性和可操作性,受到世界各地的热捧。
以下将介绍铅酸蓄电池的反应化学方程式以及它的工作原理。
铅酸蓄电池的反应化学方程式是一个电化学反应,以下是详细的反应方程式:
铅+2H2SO4-> PbSO4 +2H2O +2e-
PbO2+4H+ +2e- -> PbSO4+2H2O
在电解槽中,铅酸蓄电池有两个电极:阳极是由活性铅(Pb)酸化物组成的;阴极是由二氧化铅(PbO2)组成的。
当充电时,阳极中的铅酸化物会被氢离子(H)氧化,产生铅砷酸(PbSO4)和水(H2O),并且释放出电子(e-)。
时,在阴极中,二氧化铅会受到氢离子(H)的氧化,也会产生铅砷酸(PbSO4)和水(H2O),并且也会释放出电子(e-)。
于是,在铅酸蓄电池中就形成了一个电子循环。
总之,当铅酸蓄电池充电时,在电解槽中,发生了以上两种电化学反应:铅(Pb)受氢离子(H)氧化,变成铅砷酸(PbSO4),释放出电子;二氧化铅(PbO2)受氢离子(H)的氧化,也变成铅砷酸(PbSO4),也释放出电子。
显然,电解槽中的两个反应构成了一个电子循环,并且在这个电子循环的过程中,能够产生电能,从而实现充电的目的。
除了上面提到的反应化学方程式外,铅酸蓄电池还有一个重要的优点,就是其电解质的分解电位比较低,使得这种蓄电池能够较安全和稳定地工作,也不会出现失控的情况。
而且,铅酸蓄电池能够多次
充放电,而不会出现发热、爆炸等危险现象,使得它备受欢迎。
总的来说,铅酸蓄电池是一种相当成熟的蓄电池,它可以提供可靠的电源,同时它的反应化学方程式也十分重要,可以帮助我们更好地理解它的工作原理。
镉镍电池电极反应方程式
镉镍电池是一种重要的可充电电池,它由镉和镍作为正负极材料,通过电极反应来实现电能的储存和释放。
电池的工作原理主要涉及电极反应方程式,下面我们来详细了解一下镉镍电池的电极反应方程式。
在镉镍电池中,正极的材料是氢氧化镍(Ni(OH)2),负极的材料是氢氧化镉(Cd(OH)2)。
当电池充电时,正极发生氧化反应,负极发生还原反应;当电池放电时,正负极反应则相反。
镉镍电池的充电反应方程式为:
负极(镉极),Cd(OH)2 + 2e→ Cd + 2OH-。
正极(镍极),Ni(OH)2 + 2OH→ NiO(OH) + H2O.
镉镍电池的放电反应方程式为:
负极(镉极),Cd + 2OH→ Cd(OH)2 + 2e-。
正极(镍极),NiO(OH) + H2O + 2e→ Ni(OH)2 + 2OH-。
通过这些电极反应方程式,我们可以清晰地了解镉镍电池在充
放电过程中的化学反应机制。
这些反应不仅是电池储能和释能的基础,也是电池循环使用的关键。
因此,深入理解电极反应方程式对
于改进电池性能、延长电池寿命具有重要意义。
总的来说,镉镍电池的电极反应方程式是电池工作原理的核心,它揭示了电池内部的化学变化过程,为电池的设计和应用提供了重
要的理论基础。
希望通过对电极反应方程式的研究,能够推动电池
技术的进步,为可再生能源的发展做出贡献。
常见的原电池电极反应式的书写1、伏打电池:负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4负极: Zn–2e-==Zn2+正极: 2H++2e-==H2↑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: Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑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: 2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4-OH总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2FeOH24FeOH2+O2+2H2O==4FeOH3 ;2FeOH3==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溶液负极: 4Al–12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4AlOH3 海洋灯标电池5、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+ 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4AlOH3铂网增大与氧气的接触面海洋灯标电池6、普通锌锰干电池:负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O7、碱性锌锰干电池:负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物负极:Zn + 2OH– 2e-== ZnOH2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2OH-总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == ZnOH2 + MnOOH8、银锌电池:负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:负极--Al,正极--Mg,电解液KOH负极Al: 2Al + 8OH-+6e-= 2AlO2-+4H2O 正极Mg: 6H2O + 6e-= 3H2↑+6OH–总反应化学方程式: 2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑10、一次性锂电池:负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2负极:8Li -8e-=8 Li + 正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S1、铅蓄电池:负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸放电时:负极: Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极: PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O 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: Cd-2e—+ 2 OH– == CdOH2NiOH2+CdOH2正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2NiOH2+ 2OH–总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===CdOH2 + 2NiOH2燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极;解决此类问题必须抓住一点:燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应,但要特别注意介质对产物的影响;电极反应式书写,先写正极,再写负极;1、氢氧燃料电池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 O2,总反应为:2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质,有下列四种情况,但总反应式均相同: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—总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O2电解质是H2SO4溶液酸性电解质负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O3电解质是NaCl溶液中性电解质负极:2H2– 4e- === 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O4电解质为熔融K2CO3盐负极:2H2– 4e-+2CO32- === 2CO2↑+2H2O 正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O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O2-3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-—4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-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:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O总反应离子方程式:2CH3OH + 3O2 + 4OH-=== 2CO32-+ 6H2O2酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO2总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池总反应方程式均为: 2CO + O2 = 2CO21熔融盐铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO入负极,空气与CO2的混合气入正极正极: 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+4、甲烷燃料电池1.碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极: 2O2 + 2H2O + 8e- == 8OH—负极: CH4 + 10OH—-8e- == CO32- + 7H2O总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O2、酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极: 2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O 负极: CH4- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O常见的电解池电极反应式的书写电解方程式的实例用惰性电极电解:电镀铜、精炼铜比较电解、电离和电镀的区别。
常见的原电池电极反应式书写汇总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—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- === 4OH- (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+ 3H2O (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- === 12OH-(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)(氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e- === 2MnOOH + 2OH-(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 + 2OH-(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 + 8OH- - 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–+ 3H2↑10、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨电解液:LiAlCl4---SOCl2)负极:8Li - 8e- === 8Li+ (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+ 2H2SO42PbSO4+ 2H2O2、铁--镍电池:(负极--Fe 、正极—NiO2电解质:KOH溶液)放电时负极:Fe - 2e- + 2OH– === Fe(OH)2(氧化反应)正极:NiO2+ 2H2O + 2e—=== Ni(OH)2+ 2OH– (还原反应)充电时阴极:Fe(OH)2+ 2e- === Fe + 2OH–(还原反应)阳极:Ni(OH)2 - 2e- + 2OH– === NiO2+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式:Fe + NiO2 + 2H2OFe(OH)2+ Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4、负极—石墨电解质:含Li+导电固体)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:KOH溶液)放电时负极:Cd - 2e—+ 2OH–=== Cd(OH)2(氧化反应)正极:2NiOOH + 2e- + 2H2O === 2Ni(OH)2+ 2OH– (还原反应)充电时阴极:Cd(OH)2+ 2e- === Cd + 2OH–(还原反应)阳极:2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH- === 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:LaNi5H6-6e— + 6OH–=== LaNi5+ 6H2O (氧化反应)正极:6NiOOH + 6e— + 6H2O === 6Ni(OH)2+ 6OH– (还原反应)充电时阴极:LaNi5 + 6e- + 6H2O === LaNi5H6+ 6OH– (还原反应)阳极:6Ni(OH)2- 6e—+ 6OH–=== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式:LaNi5H6+ 6NiOOH LaNi5+ 6Ni(OH)2放电时负极:3Zn - 6e-+ 6OH–=== 3Zn(OH)2(氧化反应)正极:2FeO42-+ 6e- + 8H2O === 2Fe(OH)3+ 10OH–(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2+ 6e- === 3Zn + 6OH–(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+ 8H2O3Zn(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+ xLi+ (氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2+ xe- + xLi+=== LiCoO2(还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6+ xLi+ + xe-=== LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2– xe- === Li(1-x)CoO2+ xLi+ (氧化反应)总反应方程式:Li(1-x)CoO2+ LiC6LiCoO2+ Li(1-x)C6燃料电池一、氢氧燃料电池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O2,总反应为:2H2 + O2=== 2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:H2– 2e- + 2OH—=== 2H2O (氧化反应)正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH— (还原反应)总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2–2e-=== 2H+ (氧化反应)正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应)总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:H2– 2e-=== 2H+ (氧化反应) 正极:O + H O + 4e- === 4OH—总反应方程式:2H2 + O2=== 2H2O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O2-3、中性溶液反应物中无H+和OH-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-二、甲醇燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:3O2 + 12e- + 6H20 === 12OH-(还原反应)负极:2CH3OH –12e- + 16OH—=== 2CO32- + 12H2O (氧化反应)总反应方程式:2CH3OH + 3O2+ 4KOH === 2K2CO3+ 6H2O2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e- + 12H+ === 6H2O (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:2CH3OH–12e- +2H2O==12H++2CO2(氧化反应)总反应式:2CH3OH + 3O2=== 2CO2+ 4H2O (氧化反应)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,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极:O2+4e-+ 2CO2= 2CO32- (还原反应)负极:2CO + 2CO32- - 4e- === 4CO2(氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:O2 + 4e- + 4H+ === 2H2O (还原反应)负极:2CO–4e- + 2H2O === 2CO2+ 4H+ (氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(还原反应)负极:N2H4+ 4OH—- 4e-=== N2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式:N2H4+ O2=== N2+ 2H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:2O2 + 2H2O + 8e- === 8OH— (还原反应)负极:CH4 + 10OH— - 8e- === CO32- + 7H2O (氧化反应)总反应方程式:CH4 + 2KOH + 2O2=== K2CO3+ 3H2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:2O2 + 8e- + 8H+ === 4H2O (还原反应)负极:CH4 - 8e- + 2H2O === 8H+ + CO2(氧化反应)总反应方程式:CH4 + 2O2=== CO2+ 2H2O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)正极:5O2 + 20e- + 10CO2=== 10CO32- (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 10CO32- === 3CO2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2=== 3CO2+ 4H2O2、酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极:5O2 + 20e- + 20H+ === 10H2O (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 6H2O === 3CO2+ 20H+(氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2=== 3CO2+ 4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:5O2 + 20e- + 10H2O === 20OH— (还原反应)负极:C3H8- 20e- + 26OH—=== 3CO32- + 17H2O (氧化反应)总反应方程式:C3H8+ 5O2+ 6KOH === 3K2CO3+ 7H2O七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:7O2 + 28e- + 14H2O === 28OH— (还原反应)负极:2C2H6- 28e- + 36OH—=== 4CO32- + 24H2O (氧化反应)总反应方程式:2C2H6+ 7O2+ 8KOH === 4K2CO3+ 10H2O。
常见原电池电极方程式书写练习1、写出下列原电池的有关反应式⑴铜铝强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)总反应: ____________________________________________________①正极(): ____________________________________________________②负极(): _____________________________________________________⑵铝铜电池浓硝酸原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:浓硝酸)总反应: ____________________________________________________①正极( ): ____________________________________________________②负极(): _____________________________________________________(3)镁铝电池稀硫酸原电池(电极材料:镁片和铝片,电解质溶液:)总反应: ____________________________________________________①正极(): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________(4)镁铝电池强碱原电池(电极材料:镁片和铝片,电解质氢氧化钠溶液:)总反应: ____________________________________________________①正极(): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________ (5)氢氧燃料原电池(电极材料:碳棒和碳棒,电解质氯化钠溶液)总反应: ____________________________________________________①正极(): ____________________________________________________②负极(): _____________________________________________________(6)氢氧燃料原电池(电极材料:碳棒和碳棒,电解质盐酸溶液)总反应: ____________________________________________________①正极( ): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________(7)氢氧燃料原电池(电极材料:惰性电极,电解质氢氧化钾溶液)总反应: ____________________________________________________①正极(): ____________________________________________________②负极(): _____________________________________________________(8)甲烷和氧气燃料原电池(电极材料:惰性电极,电解质氯化钠溶液和硫酸溶液)总反应: ____________________________________________________Y 电解质溶液 ①正极( ): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________(9)甲烷和氧气燃料原电池(电极材料:惰性电极,电解质氢氧化钾溶液)总反应: ____________________________________________________①正极( ): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________(10)铝–空气–海水原电池电池(电极材料:氯和惰性电极)总反应: ____________________________________________________①正极( ): ____________________________________________________②负极( ): _____________________________________________________(11)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。
几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写一、氢氧燃料电池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 O2,总反应为:2H2+ O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况: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+ 2H2O + 4e- === 4OH-。
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- + 2H+ === 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、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质: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- + 6H2O===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。
锂离子电池化学反应方程式负极反应:C6Li-xe-==C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)正极反应:Li(1-x)MO2 +xLi+ +xe-== LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
电极反应式的书写原则电极反应基本上都是氧化还原反应,要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
除此之外还要遵循:1、加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。
利用此原则,电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。
2、共存性原则:碱性溶液中CO2不可能存在,也不会有H+参加反应或生成;同样酸性溶液,不会有OH参加反应或生成也不会有碳酸根离子的存在。
根据此原则,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。
我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写,确定H2O,OH,H 在方程式的左边还是右边。
扩展资料:锂系电池分为锂电池和锂离子电池。
手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,人们称其为锂电池。
电池采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。
它是把锂离子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成负极。
正极材料常用LixCoO2 ,也用LixNiO2 ,和LixMnO4 ,电解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。
石油焦炭和石墨作负极材料无毒,且资源充足,锂离子嵌入碳中,克服了锂的高活性,解决了传统锂电池存在的安全问题,正极LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平,使成本降低,总之锂离子电池的综合性能提高了。
预计21世纪锂离子电池将会占有很大的市场。
锂电池工作原理化学方程式
锂电池的工作原理主要是通过电化学反应来实现的。
电池由正极、负
极和电解质溶液组成。
在锂离子电池中,正极材料是锂酸盐,负极材料是金属锂,而电解质
溶液是碳酸锂水溶液。
当把电池正负极连接到细线中时,锂离子流向电极,使电解质进行电化学反应:
正极反应: Li+ + CO32- = LiCO3(生成碳酸锂)
负极反应: LiCO3 + Li = Li2CO3(生成金属锂)
当此过程连续发生时,正极和负极会产生电流,因而电池就会发出电能。
当电池使用完毕时,正极材料仍有锂离子存在,负极材料Li2CO3会被
H2O氧化成金属锂,释放电子:
Li2CO3 + H2O = 2LiOH + CO2
LiOH + H2O = Li+ + OH-
而电池在充电时,正极材料LiCO3会被碳酸氢钠重新还原成锂离子,
生成碳酸锂:
2Li+ + 2Na+ + 2YCO3 = 2LiY + 2NaCO3。
高中常见的原电池电极反应式的书写一次电池2、铁碳电池:负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3弱酸性负极:Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池:负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性负极:2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4OH化学方程式2Fe+O2+2H2O==2FeOH24FeOH2+O2+2H2O==4FeOH32FeOH3==Fe2O3+3H2O铁锈的生成过程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+正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O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-==ZnOH2正极:2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-化学方程式Zn+2MnO2+2H2O==ZnOH2+MnOOH7、银锌电池:负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH负极:Zn+2OH––2e-==ZnOH2正极:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-化学方程式Zn+Ag2O+H2O==ZnOH2+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+正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4AlOH3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+8OH–-6e-=2AlO2–+4H2O正极Mg:6H2O+6e-=3H2↑+6OH–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-=8Li+正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-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正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O充电时阴极:PbSO4+2H++2e-==Pb+H2SO4阳极:PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+H2SO4+2H+总化学方程式Pb+PbO2+2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液放电时负极:Fe-2e—+2OH–==FeOH2正极:NiO2+2H2O+2e—==NiOH2+2OH–充电时阴极:FeOH2+2e—==Fe+2OH–阳极:NiOH2-2e—+2OH–==NiO2+2H2O总化学方程式Fe+NiO2+2H2O充电放电FeOH2+NiOH23、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+正极:FePO4+Li++e—==LiFePO4充电时:阴极:Li++e—==Li阳极:LiFePO4-e—==FePO4+Li+总化学方程式FePO4+Li充电放电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—+2OH–==CdOH2正极:2NiOOH+2e—+2H2O==2NiOH2+2OH–充电时阴极:CdOH2+2e—==Cd+2OH–阳极:2NiOH2-2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O充电放电CdOH2+2NiOH25、氢--镍电池:负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH放电时负极:LaNi5H6-6e—+6OH–==LaNi5+6H2O正极:6NiOOH+6e—+6H2O==6NiOH2+6OH–充电时阴极:LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–阳极:6NiOH2-6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O总化学方程式LaNi5H6+6NiOOH放电LaNi5+6NiOH26、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-+6OH–==3ZnOH2正极:2FeO42—+6e-+8H2O==2FeOH3+10OH–充电时阴极:3ZnOH2+6e-==3Zn+6OH–阳极:2FeOH3-6e-+10OH–==2FeO42—+8H2O总化学方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O充电放电3ZnOH2+2FeOH3+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-=Li1-xC6+xLi+正极:Li1-x CoO2+xe-+xLi+==LiCoO2充电时阴极:Li1-x C6+xLi++xe-=LiC6阳极:LiCoO2–xe-=Li1-xCoO2+xLi+总反应方程式Li1-x CoO2+LiC6充电放电LiCoO2+Li1-xC6燃料电池一、氢氧燃料电池1、电解质是KOH溶液碱性电解质负极:H2–2e-+2OH—===2H2O正极:O2+H2O+4e-===OH—总反应方程式2H2+O2===2H2O2、电解质是H2SO4溶液酸性电解质负极:H2–2e-===2H+正极:O2+4H++4e-===2H2O总反应方程式2H2+O2===2H2O3、电解质是NaCl溶液中性电解质负极:H2–2e-===2H+正极:O2+H2O+4e-===4OH—总反应方程式2H2+O2===2H2O二、甲醇燃料电池1.碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:3O2+12e-+6H20===12OH-负极:2CH3OH–12e-+16OH—===2CO32-+12H2O总反应方程式2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O2.酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:3O2+12e--+12H+==6H2O还原反应负极:2CH3OH–12e-+2H2O==12H++2CO2总反应式2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O三、CO燃料电池1、熔融盐铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气正极:O2+4e-+2CO2=2CO32--负极:2CO+2CO32-–4e-==4CO2总反应式:2CO+O2=2CO22、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+总反应式:2CO+O2=2CO2四、肼燃料电池铂为两极、电解液KOH溶液正极:O2+2H2O+4e-==4OH—负极:N2H4+4OH—--4e-==N2+4H2O总反应方程式N2H4+O2===N2+2H2O五、甲烷燃料电池1.碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:2O2+2H2O+8e-==8OH—负极:CH4+10OH—--8e-==CO32-+7H2O总反应方程式CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O2、酸性电解质铂为两极、电解液H2SO4溶液正极:2O2+8e-+8H+==4H2O负极:CH4--8e-+2H2O==8H++CO2总反应方程式CH4+2O2===CO2+2H2O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正极:5O2+20e-+10CO2==10CO32-负极:C3H8--20e-+10CO32-==3CO2+4H2O总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O2、酸性电解质电解液H2SO4溶液正极:5O2+20e-+26H+==10H2O负极:C3H8--20e-+6H2O==3CO2+20H+总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O3、碱性电解质铂为两极、电解液KOH溶液正极:5O2+20e-+10H2O==20OH—负极:C3H8--20e-+26OH—==3CO32-+17H2O总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O七、乙烷燃料电池铂为两极、电解液KOH溶液正极:7O2+28e-+14H2O==28OH—负极:2C2H6--28e-+36OH—==4CO32-+24H2O总反应方程式2C2H6+7O2+8KOH===4K2CO3+10H2O。
化学电池电极反应式的书写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,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为()A. H2+2OH-===2H2O+2e-B. O2+4H++4e-===2H2OC. H2-2e-===2H+D. O2+2H2O+4e-===4OH-2.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2),在熔融状态下能传导O2—。
下列对该燃料电池说法正确的是()A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极B.电池的总反应是2C4H10+13O2===8CO2+10H2OC.通入空气的一极是负极,电极反应式为O2+4e-===2O2-D.通入丁烷的一极是负极,电极反应式为C4H10+26e-+13O2-===4CO2+5H2O3.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。
某种锂电池的总反应式为Li+MnO2===LiMnO2。
下列说法正确的是()A. Li是正极,电极反应为Li-e-===Li+B. Li是负极,电极反应为Li-e-===Li+C. Li是负极,电极反应为MnO2+e-===MnOD. Li是负极,电极反应为Li-2e-===Li2+4.已知甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2===CO2+2H2O,其中1个电极的反应式为2O2+8H++8e-===4H2O,下列叙述不正确的是()A.通入甲烷的一极为负极B.通入氧气的一极为正极C.正极发生氧化反应D.负极的电极反应式为CH4+2H2O-8e-===CO2+ 8H+5.一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐),家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。
电池的总反应方程式为2Al+3ClO-+2OH-===3Cl-+2AlO +H2O。
下列说法不正确的是()A.该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B.该电池发生氧化反应的是金属铝C.电极的正极反应式为3ClO-+3H2O+6e-===3Cl-+6OH-D.当有0.1 mol 铝完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.806×10236.大功率镍氢动力电池及其管理模块,是国家“十五”863计划电动汽车专项中一项重要课题。
电池的方程式及电极反应式
陌生电极方程式的书写
燃料电池中,正极为O2:O2 + 4e- === 2O2-
(1)O2-在酸性条件下不能单独存在,结合H+生成H2O即:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
(2)O2-在中性、碱性条件下不能单独存在,结合H2O生成OH-即O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。
(3)O2-在无水条件下,可与CO2反应变成CO32-即:O2 + CO2+ 4e- === 2CO32-
负极电极反应书写步骤:
(1)写出反应物与产物(注意环境介质对反应产物的影响),并标出变价元素的化合价
(2)通过变价元素,计算失去的电子数并将变价元素进行配平
(3)通过电荷守恒,补H+(代替正电荷)OH-(代替负电荷)H2O(氢氧配平,不带电)
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-
一、氢氧燃料电池
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O2,总反应为:
电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:
1.电解质是KOH溶液(碱性电解质或中性介质)
负极的电极反应式为:
正极的电极反应式为:
2.电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)
负极的电极反应式为:
正极的电极反应式为:
二、甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质:
1.碱性电解质(KOH溶液为例)
总反应式:
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
2. 酸性电解质(H2SO4溶液为例)
总反应:
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
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,
总反应为:。
负极的电极反应式为:
正极的电极反应式为:
说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
四、铝–空气–海水电池
我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为:铝;电源正极材料为:石墨、铂网等能导电的惰性材料。
负极的电极反应式为:;
正极的电极反应式为:;
总反应式为:
说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积。
【练习】
1.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
正极的电极反应式为:;
负极的电极反应为:;
2.(2011安徽高考)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。
下列“水”电池在海水中放电时。
正极的电极反应式为:;
负极的电极反应为:;
3.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如右
图。
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
4.(2012福州质检)微生物燃料电池(MicrobialFuelCell ,MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如右: 正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
5.碱性锌锰电池的总反应是:Zn + 2MnO 2 + 2H 2O === 2MnOOH + Zn(OH)2,电解质是KOH 。
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
6.(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CaHSO
4固体为电解质传递H +,其基本结构见下图,
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
7.(2010宁德质检)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸,
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
8.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为: Fe+Ni 2O 3+3H 2O= Fe (OH )2+2Ni(OH)2。
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
9.银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液,电池放电时正极的Ag 2O 2 转化为Ag ,负极的Zn 转化为K 2Zn(OH)4,写出该电池反应方式: ;
10.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为,3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 放电
充电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 题3
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
11.乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池,能在制备乙醛的同时获得电能,其总反应为:2CH2=CH2 + O2→ 2CH3CHO。
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
12.镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH
正极的电极反应式为:
负极的电极反应式为:
13.电解NO制备NH4NO3,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,
阳极的电极反应式为:
阴极的电极反应式为:
14.元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NO x的吸收能力逐渐增强。
通过NO x传感器可监测NO x的含量,其工作原理示意图如下:
写出NiO电极的电极反应式:___________________。
15.根据可逆反应:AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O,设计如下图所示实验装置。
B烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液,A烧杯中装有I2和KI溶液。
两烧杯中用一倒置的装有饱和KI溶液的U型管相连,该装置称为盐桥,其作用是避免两烧杯中的溶液相混合,又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。
C1、C2棒为惰性电极。
进行如下操作:
①向A溶液中逐滴加入浓HCl,发现电流计指针发生偏转;
②若改向B溶液中滴加40%的NaOH溶液,发现电流计指针向相反方向偏转。
试回答以下问题:
(2)操作①过程中,C1棒上发生的电极反应式为:,操作②过程中C2棒上发生的电极反应式为:。
[答案]
一、2H2 + O2 === 2H2O
1、负极:H2– 2e- + 2OH- === 2H2O;正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。
2、负极:H2-2e- === 2H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
二、1、总反应式:2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O
正极:3O2 + 12e- + 6H2O===12OH-负极:CH4O – 6e- + 8OH- === CO32-+ 6H2O
2. 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O
正极:3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极:2CH4O – 12e-+2H2O === 12H++ 2CO2↑
三、总反应为:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
负极:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
四、负极:4Al-12e-===4Al3+;正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;
总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
【练习】
1、正极:H2O2+2e-==2OH-负极:Mg – 2e-+ 2OH-=== Mg(OH)2
2、正极:5MnO2+2e-=Mn5O102-负极:Ag+Cl--e-=AgCl
3与6题相同、正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极:H2-2e- === 2H+
4、负极:C6 H12 O6+6 H2O一24e=6 CO2↑+24 H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
5、正极:MnO2 +e-+ H2O === MnOOH + OH-负极:Zn +2 OH--2e-=Zn(OH)2
7、正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极:SO2 + 2H2O-2e-===SO42-+ 4H+
8、正极:Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH- 负极:Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
9、电池反应方式:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag
10、负极:Zn—2e—+2OH—= Zn(OH)2
+ 4H2O+3e—= Fe(OH)3 + 5 OH—
正极:FeO 2
4
11、正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极:CH2=CH2-2e- + H2O→ CH3CHO + 2H+
12、正极:NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-负极:MH + OH--e-=H2O + M
13、阳极:NO-3e-+2H2O===NO-3+4H+阴极:NO+5e-+6H+===NH+4+H2O
14、NO+O2--2e-===NO2。