高中常见的原电池电极反应式
一、 一次电池 (列物质,标得失 选离子,配电荷 巧用水,配个数)
1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)
负极: Zn–2e==Zn2+ 正极: 2H++2e==H2↑ 总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ --
2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)
负极: Fe–2e==Fe2+ 正极:2H++2e==H2↑ 总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ --
3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)
负极: 2Fe–4e==2Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e==4OH --
总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2
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)
负极: 4Al–12e==4Al3+ 正极:3O2+6H2O+12e==12OH --
总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)
5、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+ 正极 :3O2+6H2O+12e==12OH ---
总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池)
6、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)
负极:Zn–2e==Zn2+ 正极:2MnO2+2NH4++2e==Mn2O3 +2NH3+H2O --
总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
7、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)
负极:Zn + 2OH– 2e== Zn(OH)2 正极:2MnO2 + 2H2O + 2e==2MnO(OH) +2OH ---总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)
8、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )
负极:Zn+2OH–2e== ZnO+H2O 正极 :Ag2O + H2O + 2e== 2Ag + 2OH ----
总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
9、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)
负极(Al): 2Al + 8OH+6e = 2AlO2+4H2O 正极(Mg): 6H2O + 6e = 3H2↑+6OH– ----
总反应化学方程式: 2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2+ 3H2↑ --
10、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)
负极 :8Li -8e=8 Li + 正极 :3SOCl2+8e=SO32+2S+6Cl ----
总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S
二、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— 稀硫酸)
放电时:负极: Pb-2e+SO42==PbSO4 --
正极: PbO2+2e+4H+SO42==PbSO4+2H2O -+-
总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O
2、镍镉电池(负极-Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)
放电时 负极: Cd -2e— + 2 OH– == Cd(OH)2
正极: 2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–
总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
三、燃料电池
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。电极反应式书写,先写正极,再写负极。
1、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,有下列四种情况,但总反应式均相同:
(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)
负极:2H2 – 4e + 4OH— === 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e === 4OH— --
总反应方程式: 2H2 + O2 === 2H2O
(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)
负极:2H2 –4e === 4H+ 正极:O2 + 4H+ + 4e === 2H2O --
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O
(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)
负极:2H2 – 4e === 4H+ 正极:O2 + 2H2O + 4e === 4OH— --
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O
(4)电解质为熔融K2CO3(盐)
负极:2H2 – 4e+2CO32 === 2CO2↑+2H2O 正极:O2 + 4e+2CO2 === 2CO32— ---
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
3、中性溶液反应物中无H和OH+ -— + 2、水溶液中不能出现O -2-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH
2、甲醇燃料电池 (注:乙醇燃料电池与甲醇相似 )
(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)
正极:3O2 + 12e + 6H2O=== 12OH-- 负极:2CH3OH – 12e + 16OH— === 2CO32 +12H2O --
总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O
总反应离子方程式:2CH3OH + 3O2 + 4OH=== 2CO32+ 6H2O --
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极:3O2 + 12e + 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e +2H2O==12H++2CO2 --
总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O
3、CO燃料电池 (总反应方程式均为: 2CO + O2 = 2CO2)
(1)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极,空气与CO2的混合气为正
极)
正极: O2 + 4e + 2CO2 = 2CO32 负极: 2CO+2CO32 – 4e ==4CO2 ----
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极: O2 + 4e + 4H+ == 2H2O 负极: 2CO – 4e + 2H2O== 2CO2 +4H+ --
4、甲烷燃料电池
1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)
正极: 2O2 + 2H2O + 8e == 8OH— 负极: CH4 + 10OH— -8e == CO32 + 7H2O ---
总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O
2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极: 2O2 + 8e + 8H+ == 4H2O 负极: CH4 - 8e + 2H2O == 8H+ + CO2 --
总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
高中常见的原电池电极反应式
一、 一次电池 (列物质,标得失 选离子,配电荷 巧用水,配个数)
1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)
负极: Zn–2e==Zn2+ 正极: 2H++2e==H2↑ 总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ --
2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)
负极: Fe–2e==Fe2+ 正极:2H++2e==H2↑ 总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ --
3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)
负极: 2Fe–4e==2Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e==4OH --
总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2
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)
负极: 4Al–12e==4Al3+ 正极:3O2+6H2O+12e==12OH --
总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)
5、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+ 正极 :3O2+6H2O+12e==12OH ---
总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池)
6、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)
负极:Zn–2e==Zn2+ 正极:2MnO2+2NH4++2e==Mn2O3 +2NH3+H2O --
总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
7、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)
负极:Zn + 2OH– 2e== Zn(OH)2 正极:2MnO2 + 2H2O + 2e==2MnO(OH) +2OH ---总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)
8、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )
负极:Zn+2OH–2e== ZnO+H2O 正极 :Ag2O + H2O + 2e== 2Ag + 2OH ----
总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
9、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)
负极(Al): 2Al + 8OH+6e = 2AlO2+4H2O 正极(Mg): 6H2O + 6e = 3H2↑+6OH– ----
总反应化学方程式: 2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2+ 3H2↑ --
10、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)
负极 :8Li -8e=8 Li + 正极 :3SOCl2+8e=SO32+2S+6Cl ----
总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S
二、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— 稀硫酸)
放电时:负极: Pb-2e+SO42==PbSO4 --
正极: PbO2+2e+4H+SO42==PbSO4+2H2O -+-
总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O
2、镍镉电池(负极-Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)
放电时 负极: Cd -2e— + 2 OH– == Cd(OH)2
正极: 2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–
总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
三、燃料电池
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。电极反应式书写,先写正极,再写负极。
1、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,有下列四种情况,但总反应式均相同:
(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)
负极:2H2 – 4e + 4OH— === 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e === 4OH— --
总反应方程式: 2H2 + O2 === 2H2O
(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)
负极:2H2 –4e === 4H+ 正极:O2 + 4H+ + 4e === 2H2O --
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O
(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)
负极:2H2 – 4e === 4H+ 正极:O2 + 2H2O + 4e === 4OH— --
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O
(4)电解质为熔融K2CO3(盐)
负极:2H2 – 4e+2CO32 === 2CO2↑+2H2O 正极:O2 + 4e+2CO2 === 2CO32— ---
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
3、中性溶液反应物中无H和OH+ -— + 2、水溶液中不能出现O -2-4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH
2、甲醇燃料电池 (注:乙醇燃料电池与甲醇相似 )
(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)
正极:3O2 + 12e + 6H2O=== 12OH-- 负极:2CH3OH – 12e + 16OH— === 2CO32 +12H2O --
总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O
总反应离子方程式:2CH3OH + 3O2 + 4OH=== 2CO32+ 6H2O --
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极:3O2 + 12e + 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e +2H2O==12H++2CO2 --
总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O
3、CO燃料电池 (总反应方程式均为: 2CO + O2 = 2CO2)
(1)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极,空气与CO2的混合气为正
极)
正极: O2 + 4e + 2CO2 = 2CO32 负极: 2CO+2CO32 – 4e ==4CO2 ----
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极: O2 + 4e + 4H+ == 2H2O 负极: 2CO – 4e + 2H2O== 2CO2 +4H+ --
4、甲烷燃料电池
1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)
正极: 2O2 + 2H2O + 8e == 8OH— 负极: CH4 + 10OH— -8e == CO32 + 7H2O ---
总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O
2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)
正极: 2O2 + 8e + 8H+ == 4H2O 负极: CH4 - 8e + 2H2O == 8H+ + CO2 --
总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O