化学电源及电极方程式的书写

1、第一课时常见化学电池常见化学电池负极负极（锌筒）（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正极正极（石墨）（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3+ + 2H2 总反应：总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、锌、锌-锰干电池锰干电池(酸性）酸性）2.碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池负极：负极：Zn2OH2eZn(OH)2 正极：正极：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH 电池反应式为电池反应式为:Zn2MnO22H2OZn(OH)22MnOOH 2、铅蓄电池、铅蓄电池负极负极PbPb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正极正极PbO2：PbO2+4H+ + SO

2、42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应：总反应：钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，3、银、银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+ H2O +2e-

3、 =2Ag+ 2OH- 总反应：总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、燃料电池、燃料电池氢氧燃料电池5、海水电池（电解质溶液为海水）、海水电池（电解质溶液为海水）负极：负极：4Al-12e=4Al3+，正极：正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、锂电池（非水有机溶剂电解液）、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li-2e=2Li+，正极：正极：I2+2e=2I，总反应：总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作

4、效率高、储存寿命长。高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。第二课时书写电极反应的原则书写电极反应的原则一、书写电极反应的原则一、书写电极反应的原则1.守恒原则：守恒原则：电极反应是氧化还原反应，要遵循电极反应是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。质量守恒、电子守恒及电荷守恒。2加和性原则：加和性原则：两电极反应式相加，消去电子两电极反应式相加，消去电子后得电池总反应式。利用此原则，电池总反应式减去后得电池总反应式。利用此原则，电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。3共存原则：共存原则：碱性溶液中碱性溶液中CO2不可能

5、存在，也不可能存在，也不会有不会有H+参加反应或生成；同样酸性溶液，不会有参加反应或生成；同样酸性溶液，不会有OH参加反应或生成。根据此原则，物质得失电子后参加反应或生成。根据此原则，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。在不同的介质环境中所存在的形式不同。二、书写电极反应的技巧二、书写电极反应的技巧1准确判断两个电极准确判断两个电极例例1将锌片和铝片用导线相连，分将锌片和铝片用导线相连，分别插入稀硫酸、浓硫酸中，写出两原别插入稀硫酸、浓硫酸中，写出两原电池中的电极反应式和电池反应式。电池中的电极反应式和电池反应式。2注意运用电池总反应式注意运用电池总反应式例例2将铂丝插入将铂丝插

6、入KOH溶液作电极，然溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池。则通入甲烷的一极为可以形成原电池。则通入甲烷的一极为电池的电池的_极，这一极的电极反应式极，这一极的电极反应式为为_。3关注电解质溶液的酸碱性关注电解质溶液的酸碱性例例3美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。料电池是一种新型的化学电源。用用KOH作电解质溶液，电极反应产生的作电解质溶液，电极反应产生的水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：生的反应为：2H2+O2=2H2O，

7、则电极反应式，则电极反应式分别为分别为_；如把如把KOH改为稀改为稀H2SO4作导电物质，则作导电物质，则电极反应式为电极反应式为_。原电池电极反应式的书写注意事项原电池电极反应式的书写注意事项： （1） 找出两极放电的物质，找出两极放电的物质，负氧正还负氧正还。注意注意:电极材料不一定就是放电的物质，要利用氧化电极材料不一定就是放电的物质，要利用氧化还原反应的知识找到给出电子和接受电子的物质。还原反应的知识找到给出电子和接受电子的物质。 （2 2）分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应。分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应。注意注意:溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添溶液的酸碱性，适当

8、的在电极方程式两边添加加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。，以遵循电荷守恒和质量守恒。小小 结结 例例2 2：航天技术上使用的氢氧燃料电池具航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为以表示为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式电池中电解质是酸，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为其负极反应可表示为_，则其正极，则其正极反应式为反应式为_。碱式电池的电解。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为质是碱，其正极

9、反应式为_，则其负极反应可表示为则其负极反应可表示为_ 。 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-练习练习1 1、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中a a极的极的电极反应式电极反应式： ，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bC

10、H4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O练习练习2 2：有人设计出利用有人设计出利用CHCH4 4和和O O2 2的反应，用铂的反应，用铂电极在电极在KOHKOH溶液中构成原电池。电池的总反应溶液中构成原电池。电池的总反应类似于类似于CHCH4 4在在O O2 2中燃烧，则下列说法正确的是中燃烧，则下列说法正确的是（ ）每消耗每消耗1molCH1molCH4 4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole8mole- -负极上负极上CHCH4 4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式： CHCH4 4 + 10OH+ 10OH- -8

11、e8e- - = CO= CO3 32- 2- + 7H+ 7H2 2O O负极上是负极上是O O2 2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - = 4OH= 4OH- -电池放电后，溶液电池放电后，溶液PHPH不断升高不断升高 A.A. B. B. C. C. D. D.A 练习练习3：已知下列原电池的总反应式，已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，请写出电极，请写出电极反应式反应式 负极：负极：_ 正极：正极：_ 练习练习4：将上题中的反应设计成原电池。画出将上题中的反应设计成原电池

12、。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。装置图并注明电极材料及电解质溶液。2Fe3+ + 2e- =2Fe2+Cu -2e- =Cu2+ 练习练习5：蓄电池在放电时起原电池的作用，蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( ) A放电时，放电时，Fe是负极，是负极，NiO2是正极是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为

13、：充电时，阴极上的电极反应为： D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 答案：答案：B B、D D。 练习练习6、(99理综理综)熔融盐燃料电池具有高熔融盐燃料电池具有高的发电效率的发电效率,因而受到重视因而受到重视.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极为阳极燃气燃气,空气与空气与CO2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气,制制得在得在6500下工作的燃料电池下工作的燃料电池,完成有关的完成有关的电池反应式电池反应式: 负极反应式负极反应式: , 正极反应式正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反应总电池反应 式式: .2CO+2CO32-4e-=4CO22CO+O2=2CO2 解析：解析：本题中本题中COC