高中常见的电池类型暨电极反应的书写g

第1页共3页专题1.常见的电池类型暨电极反应的书写一.原电池电极反应式书写的一般步骤第一步：确定电极的正、负；第二步：根据溶液中离子参加反应情况确定电极反应；或根据所给化学背景确定总反应。第三步：将电极反应相加得总反应式或根据总反应写出电极反应式。二．注意事项：1、准确判断原电池的正负极如果电池的正负极判断失误，则电极反应式必然写错，这是正确书写电极反应式的前提。一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时，其电极反应式为：负极：Cu-2e-=Cu2+正极：2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：负极：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-2、高度注意电解质的酸碱性在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-=4H+正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。3、牢牢抓住总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以，对于一个陌生的原电池，只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。4、要特别注意电荷守恒电极反应中务必遵循元素守恒和电荷守恒。三．常见的化学电池干电池（普通锌—锰干电池、碱性锌—锰干电池）蓄电池（铅蓄电池、镍—镉电池、银—锌电池等）锂电池（质量轻、效率高、贮存寿命长）燃料电池（H2、CH4、CO、CH3OH、Al等作燃料，特点：转化率高、持续使用、无污染。）1、常见的普通原电池1）酸性较强介质：正极一般是析氢反应。例：图1电极反应：负极：Zn-2e=Zn2+正极：2H++2e=H2↑2）接近中性或碱性介质：正极一般是吸氧反应。图2电极反应：负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-图3电极反应：负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-第2页共3页3）含不活泼金属的盐溶液为介质：正极析出不活泼金属（Cu、Ag等）。4）Mg、Al在酸性环境中构成原电池负极：Mg-2e-=Mg2+正极：2H++2e-=H2↑总反应式：Mg+2H+=Mg2+H2↑5）Fe、Cu常温下在浓H2SO4溶液中构成的原电池：总反应式：Cu+2H2SO4(浓)=Cu2++SO2↑+2H2O+SO42-负极：Cu-2e-=Cu2+正极：2H2SO4（浓）+2e-=SO2↑+H2O+SO42-6）Mg、Al在碱性环境中构成的原电池总反应式：2Al+2KOH+6H2O=2K[Al(OH)4]+3H2↑负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-7）Mg、Al在中性环境中构成原电池总反应式：2Mg+O2+2H2O=2Mg2++4OH-负极：Mg-2e-=Mg2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（思考：Al—Cu—HCl溶液、Al—Cu—浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别为什么？电极反应式为什么？）2．我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流，写出这种电池的电极材料、电极反应式及总反应式。负极（Al）：4Al-12e-=4Al3+正极（C）：3O2+12e-+6H2O=12OH-总反应式：4Al+6H2O+3O2=4Al（OH）33．铅蓄电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O负极：Pb-2e+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O4．爱迪生蓄电池总反应：Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2负极：Fe-2e+2OH-=Fe（OH）2正极：NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH-充电时阴极：Fe(OH)2+2e=Fe+2OH-阳极：Ni(OH)2+2OH—2e=NiO2+2H2O5．微型纽扣原电池，它以锌为负极，氧化银为正极（即金属银上覆盖一薄层该金属氧化物），氢氧化钾溶液为电解质溶液总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag负极：Zn-2e+2OH-=Zn（OH）2正极：Ag2O+H2O=2Ag+2OH-6．氢镍电池总反应式是H2+2NiO(OH）2Ni（OH）2（已知）负极：H2-2e+2OH-=2H2O正极：2NiO(OH）+2e-+2H2O=2Ni（OH）2+2OH-7．熔融盐燃料电池：用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为阳极燃气，空气和CO2的混和气为第3页共3页阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32--4e-→4CO2正极：O2+2CO2+4e-=2CO32-总反应式：2CO+O2=2CO28．氢氧燃料电池：一般用金属铂（是一种惰性电极，并具有催化活性）或活性炭作电极，用40%的KOH溶液作电解质溶液。发生的反应为：2H2+O2====2H2O负极：2H2+4OH－－4e－=4H2O正极：O2+2H2O+4e－＝4OH－。若把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则负极：2H2－4e－=4H+；正极：O2+4H++4e－＝2H2O。⑶如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为、。如果用稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为、。负极：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O；正极：O2+2H2O+4e－＝4OH－。负极：CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+；正极：O2+4H++4e－＝2H2O。9．干电池（锌锰电池）负极：Zn－2e-==Zn2＋；正极(石墨)：2NH4＋+2e-====2NH3+H2H2+2MnO2====Mn2O3+H2O4NH3+Zn2＋====[Zn(NH3)4]2＋总反应式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；10．高铁电池：总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH负极：正极：11．心脏起博电池：有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏，它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。请写出两极反应的方程式。正极O2＋4H+＋4e-＝2H2O，负极Zn－2e-==Zn2+____。12．新型手机电池：由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的。总反应：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O……负极：CH3OH＋8OH—－6e＝CO32-＋6H2O正极：O2+2H2O+4e=4OH－13．微型锂电池：常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酸氯（SOCl2）中组成。总反应式为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S负极：正极：▲废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（镉、汞、铅）离子，酸碱等物质，回收金属，防止污染。