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文档简介

1、高中常见的原电池电极反应式的书写(完全版)电化学是高中化学的重要基础理论内容之一,是高考的重点。对广大考生而言,电极反应式的书写是难点。现就电极反应式的书写总结如下:一、书写原则:1、 依据电化学原理,原电池负极发生氧化反应(失电子)正极发生还原反应(得电子)。2、依据电解质的性质。酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH 生成CO32-。 还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等。3、得失电子,电荷的平衡。电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡。或得电子数目与电荷的平衡。4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写

2、成H+或OH-,可以不写成H2O。5、 两个半反应合并后,总反应要合理。这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加。合并后的总方程式是否符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H 2O 的电离外,不能包含其他化学反应。二、书写过程归纳:先写总方程式、再写负式(氧化式、失电子式)、兼顾介质(电解质溶液) 、总式减去负式得正式。三、书写方法:一电子、二电荷、三原子。即首先确定氧化剂或还原剂得失电子数及生成产物,然后确保等式两边电荷要守恒(根据介质适当添加H+、 OH-、 CO32-) ,最后根据原子守恒配出方程。四、常考实例:一次电池1

3、、伏打电池:(负极一Zn、正极一Cu、电解液 一H2SO4)负极:Zn -2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:2H+2e-=H 2 T (还原反应)离子方程式Zn + 2H + = H2 T + Zn+2、铁碳电池:(负极一Fe、正极一C、电解液H2CO3弱酸性)负极:Fe -2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极:2H+2e-=H 2 T (还原反应)离子方程式 Fe+2H+=H 2 f +F2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极一Fe、正极一C、电解液 中性或碱性)负极:2Fe Ye-=2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-=4 (还原反应)化学方程式2Fe+O2+2H2O

4、=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 T2e-=4Al 3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-=12(还原反应)化学方程式4Al+3O 2+6H 2O=4Al(OH) 3 (海洋灯标电池)5、普通锌镒干电池:(负极一Zn、正极一C、电解液NH4C1、MnO2的糊状物)负极:Zn _2e-=Zn 2+(氧化反应) 正极:2MnO 2+2H+2e-=Mn 2O3+H2O (还原反应)化学

5、方程式Zn+2NH 4cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O3+2NH 3 f6、碱性锌镒干电池:(负极一Zn、正极一C、 电解液KOH、MnO2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 +2MnO 2 +2H2O = Zn(OH) 2 + MnOOH7、银锌电池:(负极一Zn、正极-Ag2。、电解液 NaOH )负极:Zn+2OH We= Zn(OH) 2 (氧化反应)正极 : Ag 2O + H 2O + 2e-= 2Ag + 2 OH (还原反应

6、)化学方程式Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH) 2 + 2Ag8、铝-空气袍水(负极-铝、正极-石墨、钳网等能导电的,惰性材料、电解液-海水)负极 : 4Al 12e =4Al 3+(氧化反应)正极 : 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) : 2A1 + 8 OH - 6e- = 2A10 2+4H2O(氧化反应)正极(Mg ) : 6H20 + 6e- = 3H2 T +60H (还原反应)化学方程式:2A

7、1 + 20H+ 2H20 = 2A10 2 + 3H210、锂电池一型:(负极-金属锂、正极-石墨、电解液LiAlCl 4 -S0Cl2)负极:8Li - 8e = 8 Li + (氧化反应)正极:3SOC12+8e =SO32 +2S+ 6C1(还原反应)化学方程式8Li 3S0Cl2= Li 2S03 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 Pb02 电解液 浓硫酸)放电时负极:Pb 2e S042 =PbS04(氧化反应)正极:Pb02 2e 4H S042 =PbS04 2H20 (还原反应)充电时阴极:PbS04 + 2H+ 2e-= P

8、b+H2S04 (还原反应)阳极:PbS04 + 2H20 2e-= Pb02 + H2S04 + 2H+ (氧化反应)总化学方程式Pb Pb02 + 2H2S042PbS04+2H202、铁-镍电池: (负极 - Fe 、正极 Ni0 2、电解质溶液为K0H 溶液)放电时 负极:Fe-2e + 2 OH = Fe (0H)2(氧化反应)正极:NiO 2 + 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 = NiO 2 + 2H 2O(氧化反应)总化

9、学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH) 2 + Ni(OH) 23、 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:FePO4 + 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 = FePO4 + Li +(氧化反应)总化学方程式FePO4+ Li LiFePO 44、镍-镉电池 (负极 -Cd 、正极 NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液)Ni(OH) 2+Cd(OH) 2放电时 负极:Cd 2e

10、 + 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 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H 2OCd(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:LaNi5H 6 6e + 6OH = LaNi 5 + 6H2O(氧化反应)正极:6N

11、iOOH + 6e + 6H 2O =6 Ni(OH) 2 + 6OH (还原反应)充电时 阴极:LaNi5 +6e + 6H2O= 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 LaNi 5 + 6Ni(OH) 26、高铁电池:(负极一Zn、正极一石墨、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:2FeO42 +6e-+ 8H2O =2 Fe (OH) 3 + 100H(还原反应)充电时 阴极

12、:3Zn(0H) 2 +6e-=3Zn + 6 0H(还原反应)阳极:2Fe(OH)3 6e-+ 10OH =2FeO42 + 8H 2O(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LiC 6正极含锂的二氧化钻 LiCoO2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C6中,以LiC 6表示)放电时 负极:LiC 6 - xe- = Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极: Li ( 1-x)CoO2 + xe- + x Li + = LiCoO 2

13、(还原反应)充电时 阴极:Li(i-x)C6 + x Li + xe- = LiC 6 (还原反应)阳极:LiCoO 2 - xe- = Li(1-x)CoO2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC 6 LiCoO 2 + 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。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。一、氢

14、氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属钳(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 + H2O + 4e- = OH (还原反应)总反应方程式2H 2 + O2 = 2H2O2、电解质是H 2SO4 溶液(酸性电解质)负极:H2 -2e- = 2H+ (氧化反应)正极: O2 + 4H+ + 4e- = 2H 2O (还原反应)总反应方程式2H2 + O2 = 2H2O3、电解质是N

15、aCl 溶液 (中性电解质)负极:H2 - 2e- = 2H+(氧化反应)正极: O2 + H2O + 4e- = 4OH总反应方程式2H 2 + 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)负极:2CH3OH - 12e- + 160H= 2CO32-+12H2O (氧化反应)总反应方程式2CH 3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O2 .酸性电解质(钳为两极、电解液 H2S

16、O4溶液)正极: 3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH30H T2e-+2H2O=12H+2CO2 (氧化反应)燃料电池原理基本相)总反应式2CH 3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O (氧化反应)三、C0燃料电池(总反应方程式均为:2C0 + 02= 2CO2)1、熔融盐(钳为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质, C0为负极燃气,空气与 C02 的混合气为正极助燃气)正极:02 + 4e- + 2C02 = 2C032-(还原反应)负极:2C0 + 2C032- - 4e-=4C02 (氧化反应)2、酸性电

17、解质(钳为两极、电解液 H2S04溶液)正极:02 + 4e- + 4H+ = 2H20 (还原反应)负极:2C0 - 4e- + 2H20 = 2C02 +4H+(氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液K0H 溶液)正极:02 + 2H 20 + 4e- = 40H (还原反应)负极:N2H4 + 40H - 4e- = N2 + 4H20 (氧化反应)总反应方程式N2H4 + 02= N2 + 2H20五、甲烷燃料电池1 碱性电解质(铂为两极、电解液K0H 溶液)正极: 202 + 2H 20 + 8e- = 8 0H (还原反应)负极:CH4 + 100H - 8e- = C032-

18、 + 7H20 (氧化反应)总反应方程式CH 4 + 2K0H+ 202 = K2C03 + 3H202、酸性电解质(钳为两极、电解液 H2S04溶液)正极: 202 + 8e- + 8H + = 4H20 (还原反应)负极:CH4-8e-+ 2H20=8H+ C02(氧化反应)总反应方程式CH4 + 202 = C02 + 2H20六、丙烷燃料电池(钳为两极、正极通入 02和C02、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2C03或Na2C03)正极 : 502 + 20e- + 10C02 = 10C032- (还原反应)负极 : C3H8 - 20e-+ 10C032- = 3C02 + 4H20 (氧化反应)总反应方程式C3H8 + 502 = 3C02 + 4H202、酸性电解质(电解液H2S04溶液)正极 :502 + 20e- + 26H+ = 10H20 (还原反应)负极 : C3H8 - 20e- + 6H20 = 3C02 + 2

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