常见原电池及电解池方程式.doc

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资源描述

1、1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、一次电池1、伏打电池:(负极Zn,正极Cu,电解液H 2SO4)负极: Zn2e =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: Fe2e =Fe2+ 正极:2H +2e =H2 总反应离子方程式 Fe+2H+=H2+Fe2+ 3、铁

2、碳电池(吸氧腐蚀):(负极Fe,正极C ,电解液中性或碱性)负极: 2Fe4e =2Fe2+ 正极:O 2+2H2O+4e =4 OH总反应化学方程式:2Fe+O 2+2H2O=2Fe(OH)2 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)负极: 4Al12e =4Al3+ 正极:3O 2+6H2O+12e =12 总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (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)

3、负极 :4Al12e =4Al3+ 正极 :3O 2+6H2O+12e =12OH 总反应式为: 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (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NH 4Cl 糊状物)负极:Zn2e =Zn2+ 正极:2MnO 2+2NH4+2e =Mn2O3 +2NH3+H2O 总反应化学方程式:Zn+2NH 4Cl+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 = Zn(OH)2 正极:2MnO 2 + 2H2O +

4、 2e =2MnO(OH) +2OH 总反应化学方程式:Zn +2MnO 2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnO(OH)8、银锌电池:(负极Zn,正极 Ag2O,电解液 NaOH )负极:Zn+2OH 2e = ZnO+H2O 正极 :Ag 2O + 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

5、 + 3H210、一次性锂电池:(负极金属锂,正极石墨,电解液:LiAlCl 4SOCl 2)负极 :8Li 8e 8 Li + 正极 :3SOCl 28e SO 32 2S6Cl 总反应化学方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S二、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 稀硫酸)放电时:负极: Pb2e SO 42 =PbSO4 正极: PbO22e 4H SO 42 =PbSO42H 2O 总化学方程式 PbPbO 2 + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极Cd 、正极 NiOOH、电解液: KOH 溶

6、液)放电时 负极: Cd 2e + 2 OH = Cd(OH)2 正极: 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)22三、燃料电池: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

7、电极材料,负极通入 H2,正极通入 O2,总反应为:2H 2 + 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:2H 2 4e + 4OH = 4H2O 正极:O 2 + 2H2O + 4e = 4OH 总反应方程式: 2H 2 + O2 = 2H2O(2)电解质是 H2SO4 溶液(酸性电解质) 负极:2H 2 4e = 4H+ 正极:O 2 + 4H+ + 4e = 2H2O 总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O (3)电解质是 NaCl 溶液(中性电解质) 负极:2H 2 4e = 4H+ 正极:O

8、 2 + 2H2O + 4e = 4OH总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O(4)电解质为熔融 K2CO3(盐)负极:2H 2 4e +2CO32 = 2CO2+2H 2O 正极:O 2 + 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:3O 2 + 12e + 6H2O= 12OH 负极:2CH

9、3OH 12e + 16OH = 2CO32 +12H2O 总反应化学方程式:2CH 3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O总反应离子方程式:2CH 3OH + 3O2 + 4OH = 2CO32 + 6H2O (2)酸性电解质(铂为两极、电解液 H2SO4 溶液)正极:3O 2 + 12e + 12H+ = 6H2O 负极:2CH 3OH 12e +2H2O=12H+2CO2 总反应式 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 3、CO 燃料电池 (总反应方程式均为: 2CO O2 2CO2)(1)熔融盐(铂为两极、Li 2CO3 和 Na2CO3 的熔

10、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: 2CO2CO 32 4e =4CO2 (2)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 H2

11、SO4 溶液)正极: 2O2 + 8e + 8H+ = 4H2O 负极: CH4 8e + 2H2O = 8H+ + CO2 总反应方程式 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O3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):电解质溶液 阳极反应式 阴极反应式 总反应方程式(条件:电解) 溶液酸碱性变化CuCl2 2Cl-2e-=Cl2 Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2 HCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2HCl=H2+Cl2 酸性减弱Na2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2 不变

12、H2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2 消耗水,酸性增强NaOH 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2 消耗水,碱性增强NaCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH H+放电,碱性增强CuSO4 4OH-4e-=2H2O+O2 Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放电,酸性增强电镀铜、精炼铜比较电镀铜 精炼铜形成条件 镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极,精铜作阴极,Cu

13、SO4 溶液作电解液电极反应 阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu阳极:Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等阴极:Cu 2+ + 2e- = Cu溶液变化 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小电解、电离和电镀的区别电解 电离 电镀条件 受直流电作用 受热或水分子作用 受直流电作用实质 阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应 阴阳离子自由移动,无明显的化学变化 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金实例 CuCl2 电 解 =CuCl 2CuCl2=Cu2+2Cl 阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系 先电离后电解,电镀是电解的应用

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