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1、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(根据介子选择合适的离子,配平电荷,使其符合电荷守恒)巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)1. 伏打电池:(负极 Zn,正极 Cu ,电解液 H2SO4)负极:Zn - 2e- = Zn 2+(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- = Fe 2+(氧化反应)正极:2H+ + 2e-=H2(还原
2、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- = 2Fe 2+(氧化反应)正极:O2 + 2H2O- + 4e- = 4OH(还原反应)总化学方程式: 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- = 4Al 3+(氧化反应)精选学习资料
3、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页正极:3O2 + 6H2O- + 12e- = 12OH-(还原反应)总化学方程式: 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、ZnCl2、MnO2等的糊状物)负极:Zn - 2e- = Zn 2+(氧化反应)正极:2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 6H2O + 2NH3(还原反应)总化学方程式: Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH
4、3 + H2O 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:MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-(还原反应)总化学方程式: Zn + MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH) 7. 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)总化学方程式: Zn + Ag2O+ H2
5、O = Zn(OH)2 + 2Ag 8. 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)总化学方程式: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 )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页负极(Al) :2Al + 8OH- - 6e- = 2AlO2- + 4H2O (氧化反
6、应)正极(Mg):6H2O + 6e- = 3H2 + 6OH-(还原反应)总化学方程式: 2Al + 2OH-+ 6 H2O =2AlO2 + 3H2+ 4H2O 10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)总化学方程式: 8Li + 3SOCl2 = Li2SO3 + 6LiCl + 2S 二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1. 铝蓄电池:(负极 Pb,正极 PbO2,电解液浓硫酸)放电时负极:Pb - 2e- + SO42=
7、PbSO4(氧化反应)正极:PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O (还原反应)充电时阴极:PbSO4 + 2e-= Pb + SO42-(还原反应)阳极:PbSO4 + 2H2O - 2e-= PbO2 + SO42- + 4H+(氧化反应)总化学方程式: Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 2. 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
8、电时阴极:Fe(OH)2 + 2e-= Fe + 2OH-(还原反应)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页阳极:Ni(OH)2 - 2e-+ 2OH- = NiO2 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式: Fe + NiO2 + 2H2O 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
9、原反应)阳极:LiFePO4 - e- = FePO4 + Li+(氧化反应)总化学方程式: FePO4 + Li LiFePO44. 镍镉电池:(负极 Cd ,正极 NiO(OH),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:2NiO(OH) + 2e- + 2H2O = Ni(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- = 2NiO(OH)+ 2H2O (氧化反应)总化学方程式: Cd + 2NiO(OH) + 2H
10、2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25. 氢镍电池:(负极 LaNi5储氢合金,正极 NiO(OH),电解质 KOH + LiOH溶液)放电时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页负极:LaNi5H6 - 6e- + 6OH- = LaNi5 + 6H2O (氧化反应)正极:6NiO(OH) + 6e-+ 6H2O = 6Ni(OH)2 + 6OH-(还原反应)充电时阴极:LaNi5 + 6e- + 6H2O = 6NiO(OH) + 6OH-(还原反应)阳极:6Ni(OH)2 - 6e-+ 6OH- = 6Ni
11、O(OH) + 6H2O (氧化反应)总化学方程式: LaNi5H6 + 6NiO(OH) LaNi5 + 6Ni(OH)2 6. 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)阳极:2Fe(OH)3 - 6e- + 10OH- = 2FeO42-+ 8H2O (氧化反应)总化学方程式: 3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O 3Zn
12、(OH)2 + 2Fe(OH)3 +4KOH 7. 锂电池二型: (负极LiC6, 正极含锂的二氧化钴LiCoO2, 充电时 LiCoO2中的 Li 被氧化,Li+还原以 Li 原子形式嵌入电池负极材料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)充电时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页阴极:Li( 1-x )C6 + xLi+ + xe- = LiC6(还原反应)阳极:
13、LiCoO2 xe- = Li(1-x )CoO2 + xLi+(氧化反应)总化学方程式: Li( 1-x )CoO2 + LiC6 LiCoO2v + Li( 1-x )C6燃料电池由于燃料电池的优点较多,成了近年高考的方向。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:燃料电池反映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
14、电极反应特别要注意电解质溶液种类,有以下三种情况:1. 电解质是 KOH 溶液(碱性电解质)负极:2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O (氧化反应)正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-(还原反应)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+(氧化反应)正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (还原反应)总反应方程式: 2H2 + O2 = 2H2O 3. 电解质是 NaCl 溶液(中性电解质)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
15、 -第 6 页,共 12 页负极:2H2 - 4e- = 4H+(氧化反应)正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-(还原反应)总反应方程式: 2H2 + O2 = 2H2O 说明:1. 碱性溶液、反应物、生成物种均无H+ 2.碱性溶液、反应物、生成物种均无OH 3.中性溶液,反应物中均无H+和 OH 4.水溶液中不能出现O2-二、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- + 6H2O = 12OH-(还原反应)负极:2CH3OH - 12e- + 13OH-= 2CO32-+ 12H2O (氧化反应)总反应方程式: 2CH3OH + 3
16、O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O 2. 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同)总反应方程式: 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O (氧化反应)三、CO燃料电池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)精选学
17、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页负极:2CO + 2CO32- - 4e-= 4CO2(氧化反应)总反应方程式: 2CO + O2 = 2CO22. 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)总反应方程式: 2CO + O2 = 2CO2四、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
18、- = N2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式: N2H4 + O2 = N2 + 2H2O 五、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-= 13CO2+ 4H2O (氧化反应)总反应方程式: C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4HO22. 酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极:5O2 + 20e- + 20H+ = 10H2O (还原反应)负极:C3H8 - 20e
19、- + 6H2O= 3CO2 + 20H+(氧化反应)总反应方程式: C3H8 + 5O2= 3CO2 + 2H2O 3. 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)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页负极: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- +
20、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 + 10HO2六、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 + 4H2O + 8e- = 8OH-(还原反应)负极:CH4 + 10 OH- - 8e- = CO32-+ 7H2O (氧化反应)总反应方程式: CH4 + 2KOH + 2O2 = K2CO3 + 3HO22. 酸性电解质(铂为两极,电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ = 4
21、H2O (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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页电解一、电解自身1. 电解 CuCl2溶液阳极:2Cl- + 2e- = Cl2阴极:Cu2+ + 2e- = Cu(CuCl2) 总反应方程式: CuCl2 =电解=Cu + Cl22. 电解 HCl溶液阳极:2Cl- - 2e- = Cl2阴极:2H+ + 2e- = H2总反应方程式: 2HCl =电解= H2 + Cl23.
22、电解熔融 NaCl、MgCl2、Al2O32NaCl(熔融) = 电解= 2Na + 2Cl22MgCl2( 熔融) = 电解= Mg + Cl22Al2O3(熔融) = 电解= 4Al + 3O2二、电解水1. 电解水阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极:4H+ + 4e- = 2H2总反应方程式: 2H2O =电解= 2H2 + 2O22. 电解 NaCl溶液阳极:2Cl- - 2e- = Cl2阴极:2H+ + 2e- = H2总反应方程式: 2NaCl + 2H2O =电解= 2NaOH + H2 + Cl23. 电解 KNO3溶液阳极:4OH- - 4e- = 2H
23、2O + O2阴极: 4H+ + 4e- = 2H2总反应方程式: 2H2O =电解= 2H2 + 2O2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页4. 电解 NaOH 溶液阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极: 4H+ + 4e- = 2H2总反应方程式: 2H2O =电解= 2H2 + 2O2三、放氢生酸型1. 电解 CuSO4 溶液阳极:OH- 4e- = 2H2O + O2阴极: 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 总反应方程式: 2CuSO4 + 2H2O =电解= 2Cu + 2H2O +
24、O22. 电解 AgNO3溶液阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极:4Ag+ + 4e- = 4Ag 总反应方程式 :4AgNO3 + 2H2O =电解= 4Ag + 4HNO3 + O2四、放氢生碱型1. 电解 AlCl3溶液阳极:(+)2Cl- - 2e- = Cl2阴极:2H+ + 2e- = H2总反应方程式: 2AlCl3 +2H2O =电解= 2Al(OH)3+ 3H2+ 3Cl2五、Fe 的腐蚀(1)析氢腐蚀阳极:2H+ + 2e- = H2阴极:Fe - 2e- = Fe2+总反应方程式: Fe + 2H+ = Fe2+ + H2(2)吸氧腐蚀阳极:O2 +
25、2H2O + 4e- = 4OH-阴极:2Fe - 2e- = 2Fe2+ Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页2Fe(OH)2 = Fe2O3x2H2O + (3-x)H2O 总反应方程式: 4Fe + 3O2 + xH2O = 2Fe2O3x2H2O 六、金属冶炼本质Mn+ + ne- = M 七、铜(1)电解精炼铜阳极:粗铜 Cu - 2e- = Cu2+ Zn - 2e- = Zn2+ Pb - 2e- = Pb2+等阴极:精铜 Cu2+ - 2e- = Cu 电解液 CuSO4(2)电镀铜阳极:纯铜 Cu - 2e- = Cu2+阴极:镀件 Cu + 2e- = Cu2+电解液 CuSO4八、2Al + 2ClO- + 2OH- = 3Cl- + 2AlO2- + H2O Cr2O72- + 6Fe2+ + 4H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页