原电池电极反应方程式的书写

1、原电池电极反应方程式的书写原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠；可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护，是现 代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关于原电池 的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一是根据题给 电池反应方程式书写；二是根据题意文字叙述书写。下面就结合2009 年高考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。一、根据题给电池反应方程式书写例 1：天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是 含锂的二氧化钴（

2、 LiCoO 2），充电时， LiCoO 2 中 Li 被氧化， Li + 迁移并以原子 形式嵌入电池负极材料碳（ C 6）中，以 LiC 6 表示。电池反应为 Co 2+LiC6LiCoO 2+C6 ，下 ）A. 充电时，电池的负极反应为 LiC 6-e -=Li+C6B. 放电时，电池的正极反应为 CoO 2+Li+e-=LiCoO2C. 羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D. 锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低解析：可充电电池放电时发生原电池反应，两个电极称为正、负极；充电时发 生电解反应，两个电极称阴、阳极。该充电电池放电时： CoO 2+LiC6LiCoO 2

3、+C6 ，B 选项就是考查原电池电极 反应方程式的书写。首先分析元素化合价的变化（如果化合价确定较难，就要充分利用题给信息） 根据题意：充电时， LiCoO 2 中 Li 被氧化， Li + 迁移并以原子形式嵌入电池负极材 料碳（C 6）中，以 LiC 6 表示。可知放电时 CoO 2中+4价的 Co 变为 LiCoO 2 中 +3价的 Co ，LiC 6 中 0价 的 Li 变为 LiCoO 2 中+1价的 Li然后根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，写出两个电极 的物质变化，但要注意物质的存在形式。如负极物质变化可表示如下：LiC 6 Li+ 分析化合价的变化，此过程中要失

4、去一个电子，可表示如下： LiC 6-e - Li +其次检查方程式左右两边电荷是否相等。上式中左右两边各带一个单位的正电 荷。若不相等，就要选择合适的离子配平电荷，但这时要特别注意介质的影响。如 酸性介质时，常选 H +；而碱性介质时，常选 OH -.最后，还要检查是否符合质量守恒。所以，负极的电极反应方程式就表示为：负极 LiC 6-e -Li + C6将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下：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，使符合电荷守恒） 巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）根据

5、以上的方法，就可写出该电池的正极反应式：正极 Li + CoO2 +e-= LiCoO2当然，也可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。此时必须保证电池反应 转移的电子数等于电极反应转移的电子数。、根据题意叙述书写此类问题常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方 向。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。例 2、（ 08山东卷 29（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通 入O 2和 CO 2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为；负极反应为 ；放电时， CO 32-移向电池的 （填“正极”或“

6、负极”）解析：燃料电池反应等同于燃料的燃烧反应。此题中，电解质为熔融碳酸盐，不会与 C 3H 8的燃烧产物 CO 2和 H 2O 发生反应，所以电池反应即为： C 3H 8+5O2=3CO2+4H2O根据例 1 归纳的步骤可分步写出负极反应：（1）C 3H 8-20 e-=3CO2+4H2O （C 3H 8中 H 为+1价，3个 C 表现-8价）（2）10 CO32-+ C3H 8-20 e-=3CO2+4H2O （电解质为熔融碳酸盐，选 CO 32- 配平电荷）（3）10 CO32-+ C3H 8-20 e-=13CO2+4H2O （质量守恒）所以，负极 10 CO32-+ C3H 8-20 e-=13CO2+4H2O同理，正极 5O 2+20 e-+10 CO2=10 CO32-（也可由电池反应减去负极反应） 结合上述分析，可归纳出如下规律：燃料电池中，燃料始终在负极，发生氧化反 应；O 2在正极发生还原反应。若为有机燃料生成物一般为 CO 2和 H 2O ，介质为 碱性时 CO 2会反应生成 CO 32-；化合价的变化主要分析 C 的变化。根据原电池中阴离子移向负