1、第 - 1 - 页 共 6 页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: Zn2e-=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: Fe2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极:2H +2e-=
2、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: 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反应) 正极:O 2+2H2O+4e-=4 (还原反应)OH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、O 2)负极: 4Al12e-=4Al3+ (氧化反应) 正极:3O 2+6H2O+12e-=12 (还原反应)H化学方程式 4Al
3、+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、MnO 2 的糊状物)负极:Zn2e -=Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO 2+2H+2e-=Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH36、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 + 2H2O + 2e-=2MnOOH +2 OH (还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O =
4、 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 + H2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag第 - 2 - 页 共 6 页8、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 :4Al12e =4Al3+ (氧化反应) 正极 :3O 2+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
5、)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 28e SO 32 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
6、正极PbO 2 电解液 浓硫酸)放电时 负极: Pb2e SO 42 =PbSO4 (氧化反应)正极: PbO22e 4H SO 42 =PbSO42H 2O (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 PbPbO 2 + 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: Fe2e + 2 OH = Fe (OH)2 (氧化反应)正极: NiO2 + 2H2O +
7、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+ 2H2OFe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO 4 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)第 - 3 - 页 共 6 页阳极: Li
8、FePO4e = 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)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
9、镍电池:(负极-LaNi 5 储氢合金、正极 NiOOH、电解质 KOH+LiOH)放电时 负极: LaNi5H 66e + 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
10、:3Zn 6e - + 6 OH= 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极:2FeO 42 +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
11、LiC 6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- LiC 6 (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 Ni(OH)2+Cd(OH)2第 - 4 - 页 共 6 页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。燃料
12、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。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:H 2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反应)正极:O 2 + H2O + 4e- = OH(还原反应)总反应方程式 2H2 +
13、O2 = 2H2O2、电解质是 H2SO4 溶液 (酸性电解质) 负极:H 2 2e- = 2H+ (氧化反应) 正极:O 2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (还原反应) 总反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O 3、电解质是 NaCl 溶液(中性电解质) 负极:H 2 2e- = 2H+(氧化反应)正极:O 2 + H2O + 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
14、质(铂为两极、电解液 KOH 溶液)正极:3O 2 + 12e- + 6H20= 12OH- (还原反应)负极:2CH 3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反应)总反应方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 第 - 5 - 页 共 6 页2. 酸性电解质(铂为两极、电解液 H2SO4 溶液)正极:3O 2 + 12e + 12H+ = 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇 负极:2CH 3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反应) 燃料电池原理基本相)总反应式 2CH3OH + 3O2 = 2C
15、O2 + 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、Li 2CO3 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: 2CO2CO 32- 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 +
16、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- = 8 OH (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
17、- + 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O 2和CO 2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K 2CO3或Na 2CO3)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 + 4H2O第 - 6 - 页 共 6 页2、酸性电解质 (电解液H 2SO4溶液)正极 : 5O2 + 20e- + 26H+ =
18、10H2O (还原反应)负极 : C3H8 20e- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ (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-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O (氧化反应)总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 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-+ 36 OH = 4CO32- + 24H2O (氧化反应)总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K2CO3 + 10H2O