电化学必备方程式

高中常见的原电池电极反应式的书写书写过程归纳：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(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(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)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+2H2SO42PbSO4+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+2H2OFe(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+LiLiFePO44、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+2H2OCd(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)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+6NiOOHLaNi5+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)Ni(OH)2+Cd(OH)2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)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+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)总反应方程式Li(1-x)CoO2+LiC6LiCoO2+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===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五、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—(还原反应)负极：CH4+10OH—--8e-==CO32-+7H2O(氧化反应)总反应方程式CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O2、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+4H2O2、酸性电解质（电解液H2SO4溶液）正极：5O2+20e-+26H+==10H2O(还原反应)负极：C3H8--20e-+6H2O==3CO2+20H+(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铝–空气–海水负极：4Al－12e－==4Al3+(氧化反应)正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－（还原反应)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–（