高中化学常见的电池的电极反应式的书写汇总总结

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资源描述

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:(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OH(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)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(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+2OH-(还原反应)[来源:学科网ZXXK]化学方程式Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+MnOOH7、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+2OH-(还原反应)化学方程式Zn+Ag2O+H2O==Zn(OH)2+2Ag8、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+8OH–-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–+3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4-SOCl2)负极:8Li-8e-=8Li+(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+2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:Fe-2e—+2OH–==Fe(OH)2(氧化反应)正极:NiO2+2H2O+2e—==Ni(OH)2+2OH–(还原反应)充电时阴极:Fe(OH)2+2e—==Fe+2OH–(还原反应)阳极:Ni(OH)2-2e—+2OH–==NiO2+2H2O(氧化反应)总化学方程式Fe+NiO2+2H2O充电放电Fe(OH)2+Ni(OH)23、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)总化学方程式FePO4+Li充电放电LiFePO44、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—+2OH–==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+2OH–(还原反应)阳极:2Ni(OH)2-2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O(氧化反应)总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O充电放电Cd(OH)2+2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH)放电时负极:LaNi5H6-6e—+6OH–==LaNi5+6H2O(氧化反应)正极:6NiOOH+6e—+6H2O==6Ni(OH)2+6OH–(还原反应)[来源:学科网]充电时阴极:LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–(还原反应)阳极:6Ni(OH)2-6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O(氧化反应)总化学方程式LaNi5H6+6NiOOH充电放电LaNi5+6Ni(OH)26、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-+6OH–==3Zn(OH)2(氧化反应)正极:2FeO42—+6e-+8H2O==2Fe(OH)3+10OH–(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2+6e-==3Zn+6OH–(还原反应)Ni(OH)2+Cd(OH)2阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH–==2FeO42—+8H2O(氧化反应)总化学方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O充电放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH7、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+xLi+(氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2+xe-+xLi+==LiCoO2(还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6+xLi++xe-=LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2–xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+(氧化反应)[来源:学科网]总反应方程式Li(1-x)CoO2+LiC6充电放电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[来源:学.科.网]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===2H2O2、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===2H2O3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)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)负极:2CH3OH–12e-+16OH—===2CO32-+12H2O(氧化反应)总反应方程式2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:3O2+12e--+12H+==6H2O(还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇负极:2CH3OH–12e-+2H2O==12H++2CO2(氧化反应)燃料电池原理基本相)总反应式2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O(氧化反应)三、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为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极:O2+4e-+2CO2=2CO32--(还原反应)负极:2CO+2CO32-–4e-==4CO2(氧化反应)2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:O2+4e--+4H+==2H2O(还原反应)负极:2CO–4e-+2H2O==2CO2+4H+(氧化反应)四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:O2+2H2O+4e-==4OH—(还原反应)负极:N2H4+4OH—--4e-==N2+4H2O(氧化反应)总反应方程式N2H4+O2===N2+2H2O[来源:学科网ZXXK]2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:2O2+8e-+8H+==4H2O(还原反应)负极:CH4--8e-+2H2O==8H++CO2(氧化反应)总反应方程式CH4+2O2===CO2+2H2O六、丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:5O2+20e-+10CO2==10CO32-(还原反应)负极:C3H8--20e-+10CO32-==3CO2+4H2O(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O3、碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:5O2+20e-+10H2O==20OH—(还原反应)负极:C3H8--20e-+26OH—==3CO32-+17H2O(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O七、乙烷燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:7O2+28e-+14H2O==28OH—(还原反应)负极:2C2H6--28e-+36OH—==4CO32-+24H2O(氧化反应)总反应方程式2C2H6+7O2+8KOH===4K2CO3+10H2O

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