高中常考的原电池电极反应式的书写(完全版)

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H2O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、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:(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:(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-==4 (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 +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–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极:3O2+6H2O+12e-==12(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) 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)

总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO42PbSO4+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– == NiO 2 + 2H2O (氧化反应)

总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)2

石墨,含Li+导电固体为电解质) 3、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—

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)

总化学方程式 FePO4 + Li 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) Ni(OH)2+Cd(OH)2

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)

总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)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)

总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2

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)

总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(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) 总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 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 负极:H2 – 2e- === 2H+(氧化反应)

正极:O2 + H2O + 4e- === 4OH— 总反应方程式 2H2 + 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) 正极:3O2 + 12e- + 6H20=== 12OH- (还原反应)

3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)

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