原电池电极反应式的书写规律和方法

1、原电池电极反应式的书写规律和方法【基本原则】电极反应都是氧化还原反应，按照氧化还原方程式的配平步骤配平。1总反应为题目中可自发进行的氧化还原反应： 列出还原剂+氧化剂一氧化产物+还原产物配平升 降守恒根据环境配平电荷配原子守恒2负极反应式：列出还原剂-氧化产物根据化合价升高数目配平失电子数根据环境配平电荷 配原子守恒3正极反应式：列出氧化剂-还原产物根据化合价降低数目配平得电子数根据环境配平电荷 配原子守恒-电流表 盐桥1 |e=卜 丄L 一 士二XY例：某兴趣小组为了提高电池的效率，设计了如图所示的原电池' 请回答下列问题：(1) 若X是AICI 3溶液，丫是稀硫酸，请你写出电极名称

2、及电极反应Al 片()。Cu 片()。(2) 若X是浓硝酸，丫是NaCI溶液，请你写出电极名称及电极反应AI 片()。Cu 片()。1 根据装置判断该电池所依据的化学反应定要有可自发进行的氧化还原反应如(1)电极材料为AI和Cu,电解质溶液为AICI3和稀硫酸，该装置中可自发进行的氧化还原反应 为 2AI+3H 2SO4=AI 2(SO4)3+3H2 T(2)电极材料为AI和Cu,电解质溶液为NaCI和浓硝酸，由于AI遇浓硝酸发生钝化，不能溶解,2.列物质，标得失 数量。该装置中可自发进行的氧化还原反应为 Cu和浓HN03的反应按照负极失电子，正极得电子，判断出电极反应物和产物，找出得失电子的

3、如(1)铝失电子变成铝离子进入到 X溶液中，铝失去的电子经导线流到铜片表面，丫溶液中的氢离子在铜的表面得电子产生氢气。注意:X溶液与铜电极并不参加反应。负极：铝片AI-3e-=AI 3+正极：铜片2H+2e-=H2 T(2)铜失电子变成铜离子进入 丫溶液中，铜失去的电子经导线流到铝的表面，X溶液中的硝酸根离子在铝的表面得电子产生 NO2。注意：丫溶液和铝电极并不参加反应。负极：铜片Cu-2e-=Cu2+正极：铝片NO3-+e=NO2T (未配平)3看环境，配守恒先配电荷守恒再配原子守恒。如果是在碱性溶液中，则不可能有H+出现，则用0H和H2O配平，使两边电荷总数相等；同样在酸性溶液中，也不能出

4、现 0H，所以要用和 H2O配平，使两边电荷总数相等。注意还有大量融盐燃料电池，固体电解质，传导某种离子等。如：(2)正极反应未配平，电解质溶液为酸性，用 H+和H20配平错误！未找到引用源。-+2e-+2H+NO2T +H04两式加，验总式 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以 在书写电极反应式时，要配平得失电子数。(1) 负极 2AI-6e2AI3+ 正极 6H+6e3H2 T(2) 负极 Cu-2e-=Cu2+正极 2错误！未找到引用源。-+4H+2e2NO2 T +2HO【练习】若将铝片和铜片插入稀硝酸中构成原电池，请你写出电极名称及电极反应：AI 片(

5、)。Cu 片()。【注意】除此之外还要遵循： 加和性原则：两电极反应式相加，消去电子后得电池总反应；所以对于一个陌生的原电池，只要 知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式。 共存性原则，物质在放电后所处的电解质介质不同反应产物不同：a如铝作负极时失电子变成 Al3+，而Al3+在碱性介质(KOH溶液)中与KOH溶液反应生成AIO2-,故碱性 环境下生成物为AIO2-和H2O;b如甲烷燃烧生成CO2和H2O,而CO2在碱性介质(KOH溶液)中与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O, 故碱性环境下生成物为CO32-和H2O ;c若反应式同侧出现不能共存的离子，如和OH-

6、、Pb2+和SO42-，要写成反应后的物质，如 H2O、PbSO4。 【练习】(1)以Al和NiOOH为电极，NaOH溶液为电解液，可以组成一种新型电池，放电时 NiOOH转化为Ni(OH)2。该电池的负极反应式为，电池总反应的化学方程式为。(2) LED系列产品是被看好的一类新型节能产品。图 1是NaBH4/H2O2燃料电池，图2是LED发光二极管的装置示意图。电池负极区的电极反应式为:|¥| )型学导佯石占©一 F-型半卑库(3)根据右图写出两极反应式LED发光二极督Jl2负极：正极：(4)2015四川成都一检利用如图所示原电池可测量空气中C12含量，其中电解质是Ag+

7、可以自由移动的固体物质。负极：正极：(5) 种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。负极：正极：电慢Acom jo*电供'、入I、电械电解质(6)如图是将SO2转化为重要的化工原料 H2SO4的原理示意图负极：正极：(7)如图为镁一次氯酸盐燃料电池的工作原理图负极：正极：L丄库ftl环工-49屁側- 三二3二一'* 一?X气悴HMIi不丸忤订£通过)可充电电池电极方程式的书写可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解反应。充电 的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程

8、。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析:三:二：允电爲半 v ：-/SC"J- _HjSO希我11网席就由此可见，放电过程中，作为负极的 Pb需转化成PbSOu，铅化合价升高，被氧化，Pb为负极; 当放电完毕时，可看作Pb极转化成了 PbSO4，充电时需让PbSO4转化为Pb,铅的化合价降低，被 还原，PbSO4一极为阴极，所以，放电时的负极就是充电时的阴极，同理可分析放电时：+ 4+ 2+2+ 4PbO2（正极）一-PbSO4，充电时：PbSO4（阳极）一-PbO2，即放电时的正极就是充电时的阳极， 如图。/负機，梵tt反应一还球反应：核 1（-）放电花电电聲】絶：iESi圧应犢晾

9、I I71M Z1 W丨 丨接接即充电时电极的连接一一正正负负原电池负极接电源负极 原电池正极接电源正极【练习】（1） 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阴极：极：负极： 极：放电（2）锂离子电池的总反应为： LixC + LiixCoO2 充电 C + LiCoO2阴极：极：负极： 极：燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池（电解质为NaOH溶

10、液）的反应式为：CH 4+ 2O2=CO2+ 2H2O CO2+ 2NaOH=Na2CO3+ H2O 式+式得燃料电池总反应式为CH 4+ 2O2 + 2NaOH=Na2CO3+ 3H2O。第二步：写出电池的正极反应式。根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,电解质溶液不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：a .酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2 + 4H + + 4e =2H2O。b .碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2 + 2H2O + 4J=4OH 。c. 固体电解质（高温下能传导O2_）环境下电极反应式：O2+ 4e_=2O2_。d. 熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+ 2CO2 + 4e =2CO2 0第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。电池的总反应式一电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正 极的反应物02。【练习】(1)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示总反应：正极：厌氧反应质子突摊膜有氧反应负极：(2)燃料电池不是把还原剂、氧化剂全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。下面有4种燃料电池的工作原理示意图-I负载一+:KOH : 林: MfcH3A