电化学必备方程式

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: Zn–2e-==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(析氢腐蚀):(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极:Fe–2e-==Fe2+ (氧化反应) 正极:2H++2e-==H2↑ (还原反应)

离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)

3、铁碳电池池(吸氧腐蚀):(负极—Fe、正极—C、电解液 中性或碱性) 负极: 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反应) 正极:O2+2H2O+4e-==4OH- (还原反应)

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. x H2O +(3-x) 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–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12 OH- (还原反应) 化学方程式 4Al+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、MnO2的糊状物)

负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应) 化学方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑

6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、 电解液KOH 、MnO2的糊状物) 负极: Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)

正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH (还原反应) 化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH

7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH ) 负极 :Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)

正极 :Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH (还原反应) 化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag

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 :4Al-12e==4Al3+ (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)

1

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–+ 3H2

10、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 :3SOCl2+8e=SO32+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 正极—PbO2 电解液— 浓硫酸)

--

放电时 负极: Pb-2e+SO42=PbSO4 (氧化反应)

-+-

正极: PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O (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)

放电总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4

充电2PbSO4+2H2O

2、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: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)

正极: NiO2 + 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– == NiO2 + 2H2O (氧化反应)

放电总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O

充电 Fe (OH)2 + Ni(OH)2

3、LiFePO4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)

阳极: LiFePO4-e—== FePO4 + Li+ (氧化反应)

放电总化学方程式 FePO4 + Li

充电 LiFePO4

4、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)

放电总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O

充电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2

2

5、氢--镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH) 放电时 负极: LaNi5H 6-6e—+ 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)

放电总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH

充电LaNi5 + 6Ni(OH)2

LaNi5有时候写为M,作为载体本身化合价不改变。

6、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:3Zn -6e- + 6 OH–== 3 Zn(OH)2 (氧化反应)

正极:2FeO42— +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)

放电总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O

充电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH

7、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2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LiC6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- =LiC6 (还原反应)

阳极: LiCoO2 – xe- = Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反应)

放电总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6

充电 LiCoO2 + 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:H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (氧化反应) 正极:O2 + H2O + 4e- === OH—(还原反应) 总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O

2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极:H2 –2e- === 2H+ (氧化反应) 正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应) 总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O

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