各类原电池与电极反应式汇总.doc

各类原电池与电极反应式汇总原电池种类负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式总反应方程式一次电池锌-锰干电池锌筒石墨糊状的NH4ClZn-2e-=Zn2+2NH4+ +2e-=2NH3+H22Zn+4NH4Cl+4MnO2=Zn(NH3)4Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O 碱性锌锰电池锌筒MnO2KOH溶液Zn + 2OH-2e-=Zn(OH)2MnO2H2Oe-=MnO(OH)OH -Zn+2MnO2+2H2O+2OH=MnO(OH)Zn(OH)2蓄电池铅蓄电池铅二氧化铅硫酸溶液Pb+SO42-2e=PbSO4PbO2+4H+SO42+2e= PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O银锌蓄电池锌氧化银氢氧化钾溶液Zn+20H-2e-=ZnO+H2OAg2O+H20+2e-=2Ag+20H-Zn+Ag2O=ZnO+2Ag镉镍电池镉氢氧化镍氢氧化钾Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-Cd+NiO2+H2O=Ni(OH)2+Cd(OH)2锂亚硫酰氯电池锂8Li-8e-=8Li+SOCl2+8e-=SO32-+6Cl-+2S8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S燃料电池熔融碳酸盐燃料电池多孔陶瓷金属熔融态碳酸盐2H2+2CO32-= 2CO2+2H2O+4e-O2 + 2CO2 + 4e-=2CO32- O22H2 = 2H2O原电池电极反应配平方法：1.相减法（正极反应+负极反应=总反应）：通过写出总反应和已知的电极反应，之后使电极反应的电荷数与总反应相同，最后相减可得到另一极的反应式。总反应：4NH3+O2=2N2H4=2H20转移电荷数为4e已知电极反应：正极O2+4e+2H2O=4OH-转移电荷数为4e相减得到负极反应式：4NH3-4e-2H2O=2N2H4+2H2O-4OH-移向即可4NH3-4e+4OH-=2N2H4+4H2O注意：1.已知电极反应的电荷数要和总反应相同。2.相减时候注意不要出错。2.酸碱配平法：（1）分清溶液酸碱性：在酸性溶液中氢离子要参加反应，所以未配平的电极反应式中缺少氢离子；同样，碱性溶液中氢氧根参加反应，未配平的反应式中缺少氢氧根。（2）配平氢，氧以外的元素，写对电荷数。（3）酸性溶液中，方程式缺少氢离子的一边，每缺一个氢离子，就加一个氢离子；多出氧原子的一边，每多一个氧原子，加两个氢离子，然后再在方程式另一边补一个水。在碱性溶液中，方程式缺少氧原子的一边，每缺一个氧原子，加两个氢氧根，然后再在方程另一边补一个水；多出氢原子的一边，每多一个氢原子，加一个氢氧根，然后再在方程式对面补一个水。具体操作方法如下：例1、已知反应物为NH3和O2，产物为N2H4和H2O，电解质溶液为KOH。正极：O2+4e+2H2O=4OH-（基本方程，无需配平）负极：（1）4NH3-4e=2N2H4（步骤二，配平电荷和氢氧以外的元素）（2）碱性环境下，只有两个条件，缺氧和多氢。方程式中没有氧原子，那我们就来找缺氢。从右往左看左边多出4个氢原子，根据规则左边加上四个氢氧根，得到4OH-+4NH3-4e=2N2H4。然后再在方程式右边，补上四个水，就配平了4NH3-4e+4OH-=2N2H4+4H2O例2、已知反应物为CH3COOH和O2，写出以下环境中的负极反应式（1）电解质溶液为酸性（2）电解质溶液为碱性酸性环境下：（1）负极：CH3COOH-8e=2CO2（已知氢氧化合价得出乙酸中碳为零价）（2）酸性环境下条件为缺氢和多氧（其实理解成，氢离子要参加反应，所以现在未配平的方程式中缺少氢，而缺氢的另一种说法就是多氧）。那么我们从右往左看，右边缺少四个氢就加上四个氢，得到CH3COOH-8e=2CO2+4H+；同样还是从右往左看，右边多了两个氧原子，再加上四个氢离子得到CH3COOH-8e=2CO2+8H+，再在左边补两个水后方程式就配平了2H2O+CH3COOH-8e=2CO2+8H+。碱性环境下：（1）负极：CH3COOH-8e=2CO32-（注意产物改变）（2）碱性环境下，只有两个条件，缺氧和多氢。那么我们从左往右看，左边缺少四个氧原子就加上八个氢氧根，得到8OH-+CH3COOH-8e=2CO32-，然后在对面加上四个水得到8OH-+CH3COOH-8e=2CO32-+4H2O；同样还是从左往右看，左边多了四个氢原子，加上四个氢氧根得到12OH-+CH3COOH-8e=2CO32-+4H2O，再在右边补四个水后方程式就配平了12OH-+CH3COOH-8e=2CO32-+8H2O小结：1.此方法较难，但是熟练运用后对解题速度提升很大，不仅所有电池的电极反应都通用，而且还可以减少相减法带来的错误率，最后还可以衍生到氧化还原反应的配平。2.记住酸性缺氢多氧，碱性缺氧多氢。酸性先配缺氢，碱性先配缺氧。3.不管多氧还是缺氧，加的离子都是二倍关系：缺一个氧加两个氢氧根，多一个氧加两个氢离子。4.只有酸性缺氢条件下不加水，其他加水的时候是一倍关系：多一个氧对面就加一个水；缺一个氧对面加一个水，多一个氢对面也加一个水。常见原电池电极反应1、银锌电池：负极：Zn+2OH-2e-ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O2Ag+ZnO2、Ag2SAl电池：负极：2Al-6e-2Al3+正极：3Ag2S+6e-6Ag+3S2-总反应：3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3+3H2S3、NiCd(镉)电池：负极：Cd+2OH-2e-Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-总反应：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)24、铅蓄电池：负极：Pb+SO42-2e-PbSO4正极：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O5、干电池：负极：Zn-2e-Zn2+正极：2NH4+2e-2NH3+H2总反应：Zn+2NH4ClZnCl2+2NH3+H26、锂电池：负极：Li-e-Li+正极：MnO2+e-MnO2-总反应：Li+MnO2LiMnO27、氢氧电池：在酸性溶液中：负极：2H2-4e-4H+正极：O2+4H+4e-2H2O总反应：2H2+O22H2O在碱性溶液中：负级:2H2+4OH-4e-4H2O正级:O2+4H+4e-2H2O总反应：2H2+O22H2O在中性溶液中：负极：2H2-4e-4H+正极：O2+2H2O+4e-4OH-总反应：2H2+O22H2O8、甲烷电池：负极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O正极：4H2O+2O2+8e-8OH-总反应：CH4+2KOH+2O2K2CO3+3H2O9、乙烷电池：负极：2C2H6+36OH-28e-4CO32-+24H2O正极：14H2O+7O2+28e-28OH-总反应：2C2H6+8KOH+7O24K2CO3+10H2O10、FeNi电池：负极：Fe+2OH-2e-Fe(OH)2正极：NiO2+2H2O+2e-Ni(OH)2+2OH-总反应：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)211、海水电池：负极：4Al-12e-4Al3+正极：3O2+6H2O+12e-12OH-总反应：4Al+6H2O+3O24Al(OH)312、熔融盐电池：负极：2CO+2CO32-4e-4CO2（CO空气燃料电池，正极：O2+2CO2+4e-2CO32-于碳酸钾熔融盐中）总反应：2CO+O22CO2常见电解池化学反应方程式1碳酸钠+:2CO3(离子）-4e=2CO2+02-:Na(离子）+e=Na总：2NaCO3=通电=2Na+2CO2+O22氢氧化钙+:4OH(离子）-4e=O2+2H20-:Ca(离子）+2e=Ca总：2Ca(OH)2=通电=O2+2H20+Ca3氯化钾+:2Cl(离子）-2e=Cl2-:2K(离子）+2e=2K总：2KCl=通电=2K+Cl24，+：2SO4(离子）-4e=2SO3+O2-：Cu(离子）+2e=Cu总：2CuSO4=通电=2Cu+2SO3+O25，2NO3(离子）-2e=2NO2+02-:Ag(离子）+e=Ag总：2AgNO3=通电=2Ag+2NO2+O26，+：2I(离子）-2e=I2-：Na(离子）+e=Na总：2NaI=通电=2Na+I27，+：2Br(离子）-2e=Br2-：2H(离子）+2e=H2总；HBr=通电=H2+Br28，+:2Cl(离子）-2e=Cl2-：Cu(离子）+2e=Cu总：CuCl2=通电=Cu+Cl2正确书写燃料电池的电极反应式一、电极反应书写常见错误举例及错因分析1.完成甲烷硫酸构成的燃料电池的电极反应1正极：2O2+8e-+4H+=4OH-2正极：O2+8e-=O2-3正极：2O2+8e-+4H2O=8OH-4负极：CH4-8e-+2OH-=CO2+6H2O5正极：CH4-8e-+3OH-=CO32-+7H+错因分析：在硫酸溶液显酸性，其中有很多H+,那么OH-、O2-、CO32-就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的酸性；24中还存在质量不守恒电、荷不守恒的问题；5中CO32-与7H+本来就不能共存的，且没有区分开正、负极2.完成甲烷氢氧化钠燃料构成的燃料电池的电极反应1正极：O2+8e-+H2O=8OH-2正极：O2+8e-+H+=H2O3负极：CH4-8e-+OH-=CO2+6H2O错因分析：在氢氧化钠溶液显碱性，其中有很多OH-+，那么H+、O2-、CO2就不能存在的因此书写电极反应就应关注溶液的碱性；1中还存在质量不守恒、23同时存在质量、电荷不守恒的问题。二、解题程序介绍例：完成甲醛氢氧化钠燃料电池的电极反应1纯氧化还原反应角度分析：HCHO + O2CO2+ H2O氧化反应：HCHO-6eCO2+H+ 还原反应：O2+4e-2O2-（暂不考虑电解质的作用、也不必配平只考虑价态变化和得失电子）2将负、正极与氧化还原、反应对应起来置换1理解好原电池的原理熟记下表关系两极反应电子得失电子流向化合价变化正极还原反应得电子电子流入降低负极氧化反应失电子电子流出升高2借助干电池的正负极建立上述对应关系负极（氧化反应）：HCHO-6eCO2+H+正极（还原反应）：O2+4e-2O2-3.检查修正电极反应：第一步：分析电解质溶液成分看有哪一些粒子能和上面的电极反应式中的微粒结合NaOH溶液中主要有OH-、H2O、Na+，上述微粒中CO2、H+、O2-依次能和OH-、OH-、H2O结合成CO3、H2O、 H2O负极：HCHO-6e-+ OH-CO32-+ H2O正极：O2+4e-+ H2O2OH-第二步:检查电荷是否守恒负极：HCHO-6e-+8OH-CO32-+H2O正极：O2+4e-+ H2O4OH-第三步:检查质量是否守恒负极：HCHO-6e-+8OH-CO3+5H2O正极：O2+4e-+2H2O4OH-三、教学前瞻性设计由于本部分知识和氧化还原反应、离子反应有着不可分割的联系所以在进行前两部分教学和习题讲评时就应有意识地进行教学铺垫比如：分析氧化还原反应时将它分为氧化反应部分，还原反应部分；在进行离子方程式教学时进行电荷守恒训练，尤其是对氧化还原型离子方程进行分析时就可结合二都进行强化四、习题迁移训练15.（05广东）一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是（)A.在熔融电解质中，O2由负极移向正极B.电池的总反应是：2C4H10+ 13O2 8CO2+ 10H2OC.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+ 4e-= 2O2-D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+ 26e-+ 13O2= 4CO2+ 5H2O答案：BC提示：1、电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-即电解质混合物中的阴离子就是O2-阳离子就是金属离子；2、O2+4e-2O2-；C4H10只能失电子的。1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池（伏打电池）（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸）（1）总反应式：Zn+2H+ = Zn2+ + H2（2）正极（Cu）：2H+ +2e-=H2（还原反应）；负极（Zn）：Zn -2e-=Zn2+ （氧化反应）。2、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池（电极材料：铜和铝；电解质溶液：稀硫酸。）（1）总反应式：2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2（2）正极（Cu）：6H+ +6e- （还原反应）；=3H2负极（Al）：2Al -6e-=2Al3+ （氧化反应）。3、铝铜电池浓硝酸原电池（电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：浓硝酸）（1）总反应式：Cu+4H+ +2NO3- =Cu2+ +2NO2+2H2O（2）正极（Al）：4H+ +2NO3- +2e- =2NO2+2H2O（还原反应）； 负极（Cu）：Cu-2e- =Cu2+ （氧化反应）；4、镁铝强碱溶液的原电池（电极材料：镁片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液）（1）总反应式：2Al +2OH- +2H2O=2AlO + 3H2 （2）正极（Mg）：6H2O+6e- =3H2 +6OH- 负极（Al）：2Al +8OH-6e- =2AlO +4H2O5、氢气和氧气细菌燃料电池（电解质溶液是磷酸）（1）总反应式：2H2 +