電極方程式的書寫和常見電源知識點一：.電極方程式書寫知識點一：.電極方程式書寫電極反應式書寫的一般步驟：負極：活潑金屬失電子，看陽離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽離子不能與電解液中的離子共存，則進行進一步的反應。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH，負極甲烷失8個電子生成CO2和H2O，但CO2不能與OH-共存，要進一步反應生成碳酸根。正極：①當負極材料能與電解液直接反應時，溶液中的陽離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為HCl，正極H+得電子生成H2。②當負極材料不能與電解液反應時，溶解在電解液中的O2得電子。如果電解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果電解液呈中性或堿性，O2+4e-+2H2O==4OH-。特殊情況:Mg-Al-NaOH，Al作負極。負極：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正極：2H2O+2e-==H2↑+2OH-Cu-Al-HNO3，Cu作負極。注意：Fe作負極時，氧化產物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的電池反應產物是H2O和N2無論是總反應，還是電極反應，都必須滿足電子守恒、電荷守恒、質量守恒。pH變化規律：電極周圍：消耗OH-(H+)，則電極周圍溶液的pH減小（增大）；反應生成OH-(H+)，則電極周圍溶液的pH增大（減小）。溶液：若總反應的結果是消耗OH-(H+)，則溶液的pH減小（增大）；若總反應的結果是生成OH-(H+)，則溶液的pH增大（減小）；若總反應消耗和生成OH-(H+)的物質的量相等，則溶液的pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。書寫下列原電池的電極方程式1．Cu─H2SO4─Zn原電池正極：2H++2e-→H2↑負極：Zn-2e-→Zn2+總反應式：Zn+2H+==Zn2++H2↑2．Cu─FeCl3─C原電池正極：2Fe3++2e-→2Fe2+負極：Cu-2e-→Cu2+總反應式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+3．鋼鐵在潮濕的空氣中發生吸氧腐蝕正極：O2+2H2O+4e-→4OH-負極：2Fe-4e-→2Fe2+總反應式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH)24．氫氧燃料電池（中性介質）正極：O2+2H2O+4e-→4OH-負極：2H2-4e-→4H+總反應式：2H2+O2==2H2O5．氫氧燃料電池（酸性介質）正極：O2+4H++4e-→2H2O負極：2H2-4e-→4H+總反應式：2H2+O2==2H2O6．氫氧燃料電池（堿性介質）正極：O2+2H2O+4e-→4OH-負極：2H2-4e-+4OH-→4H2O總反應式：2H2+O2==2H2O7．鉛蓄電池（放電）正極(PbO2)：PbO2+2e-+SO42-+4H+→PbSO4+2H2O負極(Pb)：Pb-2e-+SO42-→PbSO4總反應式：Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O8．Al─NaOH─Mg原電池正極：6H2O+6e-→3H2↑+6OH-負極：2Al-6e-+8OH-→2AlO2-+4H2O總反應式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑9．CH4燃料電池(堿性介質)正極：2O2+4H2O+8e-→8OH-負極：CH4-8e-+10OH-→CO32-+7H2O總反應式：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O10．熔融碳酸鹽燃料電池（Li2CO3和Na2CO3熔融鹽作電解液，CO作燃料）：正極：O2+2CO2+4e-→2CO32-(持續補充CO2氣體)負極：2CO+2CO32--4e-→4CO2總反應式：2CO+O2==2CO211．銀鋅紐扣電池(堿性介質)正極(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-負極(Zn)：Zn+2OH--2e-→ZnO+H2O總反應式：Zn+Ag2O==ZnO+2Ag例1．原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負極反應式為Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為Al－3e－＋4OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為Cu－2e－===Cu2＋答案：C例2．鋅銅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是A．正極反應為Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電流從負極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液【答案】B例3．甲醇、空氣（含CO2），與碳酸鋰熔融鹽燃料電池。甲醇被氧化，因此通甲醇的一極是負極，CO32-參與反應。負極反應：正極反應：總反應：例4．判斷下列原電池的正負極？并寫出正負極電極方程式例5．固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是()A．有O2放電的a極為電池的負極B．有H2放電的b極為電池的負極C．a極對應的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．該電池的總反應方程式為2H2＋O22H2O答案：BD知識點二、發展中的電源知識點二、發展中的電源1．鋅錳干電池(1)結構：鋅錳干電池是以鋅筒為負極，石墨棒為正極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作電解質。(2)原理：鋅錳電池是一次性電池，放電之后不能充電，內部的氧化還原反應是不可逆的。負極發生的電極反應為Zn－2e－=Zn2＋，正極發生的電極反應為2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2O。(3)缺陷與改進：鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容易發生氣漲或漏液，會導致電器設備的腐蝕。改進措施：①在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池；②將電池內的電解質NH4Cl換成濕的KOH，并在構造上進行改進，制成堿性鋅錳電池。2．充電電池(1)充電電池又稱二次電池。充電電池在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時又逆向進行，生成物重新轉化為反應物，使充電、放電可在一定時間內循環進行。充電電池中能量的轉化關系是化學能eq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))電能。(2)常見的充電電池①鉛蓄電池負極是Pb，正極是PbO2，電解質溶液是硫酸溶液，常作汽車電瓶，電壓穩定，使用方便安全。②鎳鎘電池以Cd為負極，NiO(OH)為正極，以KOH為電解質，壽命比鉛蓄電池長，但鎘是致癌物質，廢棄鎳鎘電池如不回收，會嚴重污染環境。③堿金屬中的Li是最輕的金屬，活潑性極強，是制造電池的理想物質。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。3．燃料電池(1)燃料電池是通過燃料與氧化劑分別在兩個電極上發生氧化還原反應，將化學能直接轉化為電能的裝置。(2)燃料電池與火力發電相比，其燃料的利用率高、能量轉化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應物不是儲存在電池內部，而是由外設裝備提供燃料和氧化劑等。(3)以30%的KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的電極反應如下：負極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O(氧化反應)；正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(還原反應)；總反應：2H2＋O2=2H2O。例6.燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是()A．負極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．負極反應式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC．隨著放電的進行，溶液的氫氧根濃度不變D．放電時溶液中的陰離子向負極移動解析O2＋2H2O＋4e－===4OH－應為正極反應式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強堿溶液中逸出，它將進一步反應轉化成碳酸根。所以負極反應式為CH4＋10OH－－8e－===COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應，所以溶液的c(OH－)將減小。答案D例7．燃料電池是目前電池研究的熱點之一。現有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所示a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是()A．a極是負極，該電極上發生氧化反應B．b極反應是O2＋4OH－－4e－===2H2OC．總反應的化學方程式為2H2＋O2===2H2OD．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源答案B解析a極通H2為負極，電極反應式為2H2＋4OH－－4e－===4H2O發生氧化反應，A正確；b極通O2為正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B不正確；正負極電極反應式相加得總反應為2H2＋O2===2H2O，C正確；氫氧燃料電池的能量高，且產物為水，對環境無污染，故是具有應用前景的綠色電源，D正確。例8．．對化學電源的敘述正確的是()A．化學電源比火力發電對化學能的利用率高B．化學電源所提供的電能居于人類社會現階段總耗電量的首位C．化學電源均是安全、無污染的D．化學電源即為可充電電池答案A解析由于是化學能與電能的直接轉化，節省了許多中間環節，所以化學電源對化學能的利用率比火力發電高得多，但火力發電仍居世界耗電量的首位；化學電源一般較安全，但含重金屬的電源如果隨意丟棄，將會給環境帶來嚴重的污染；有些化學電源是可充電電源(如鎳鎘電池)，有些是不可充電的(如干電池)。例9．廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是()A．把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣B．碳棒取出洗凈用作電極C．把銅帽取下洗凈回收利用D．電池內部填有NH4Cl等化學物質，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥施用答案D解析雖然氯化銨是一種化學肥料，但電池內部還有其他有害物質，如果用作化肥，會污染土壤，進入生物鏈后，影響人體健康。隨堂練習：隨堂練習：一、選擇題1．固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯-氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許O2-在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是()①多孔電極a為負極②a極對應的電極反應式為O2＋2H2O＋4e-==4OH-③b極的電極反應式為H2－2e-＋O2-==H2O④該電池的總反應式為2H2＋O22H2OA．①②B．②④C．②③D．③④2．下列關于反應4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑的敘述中，正確的是A．SOCl2既是氧化劑又是還原劑，Li是還原劑B．若2molSOCl2參加反應，則轉移的電子數為8NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)C．若將該反應設計成電池，則SOCl2在正極發生反應D．若將該反應設計成電池，則可用稀硫酸作電解質溶液3．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體，電解質是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態下能傳導O2－。對該燃料的說法正確的是A．在熔融電解質中，O2－由負極移向正極B．電池的總反應是：2C4H10＋13O28CO2＋10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應為：O2＋4e－＝2O2－D．通入丁烷的一極是正極，電極反應為：C4H10＋26e－＋13O2－＝4CO2↑＋5H2O4．科學家模仿植物的光合作用，開發出了利用太陽光、水及二氧化碳(CO2)合成甲烷(CH4)的人工光合系統,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．GaN為負極,Cu為正極B．該裝置中只存在兩種能量的轉化C．GaN電極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2↑D．該裝置工作時,H+向Cu電極移動5．科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發電。電池正極反應為：A．O2＋4H+＋4e-＝2H2OB．H2＝2H+＋2e-C．O2＋2H2O＋4e-＝4OH-D．H2＋2OH-＝2H2O＋2e-6．如圖所示的原電池裝置中，X，Y為兩電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是（）A．外電路的電流方向為：X→外電路→YB．若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC．若兩電極都是金屬，則它們的活動性強弱為X＞YD．X極上發生的是還原反應，Y極上發生的是氧化反應7．據報道，美國正在研究的鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池。鋅電池具有容量大、污染少等優點。電池反應為2Zn＋O2＝2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣。下列敘述正確的是（）A．鋅為正極，空氣進入負極反應B．負極反應為Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O[Z.X.X.K]C．正極發生氧化反應D．電解液肯定是強酸8．某MCFC型燃料電池可同時供應電和水蒸汽，其工作溫度為600℃～700℃，所用燃料為氫氣，電解質為熔融的K2CO3。該電池的總反應為：2H2+O2=2H2O，負極電極反應式為：H2+CO32——2e—H2O+CO2。則下列判斷中正確的是（）A．放電時CO32—向負極移動B．放電時CO32—向正極移動C．正極反應：4OH——4e—=2H2O+O2↑D．當電池中生成1mol水時，轉移4mol電子9．氫氧燃料電池是一種新能源。下圖為氫氧燃料電池示意圖。下列說法不正確的是（）A．電子由B極通過導線流向A極B．A極是負極，B極是正極C．該裝置能將化學能轉化為電能D．產物為無污染的水，屬于環境友好電池10．二甲醚（CH3OCH3）是一種綠色、可再生的新能源。下圖是綠色電源“燃料電池”的工作原理示意圖（a、b均為多孔性Pt電極）。該電池工作時，下列說法錯誤的是（）A．a電極為該電池負極B．O2在b電極上得電子，被氧化C．電池工作時，a電極反應式：CH3OCH3—12e-+3H2O=2CO2↑+12H+D．電池工作時，燃料電池內部H+從a電極移向b電極二、非選擇題11．鉛蓄電池是常用的化學電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸。放電時，該電池總反應式為：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。請根據上述情況判斷：（1）該蓄電池的負極材料是_________，放電時發生_________（填“氧化”或“還原”）反應。（2）該蓄電池放電時，電解質溶液的酸性_________（填“增大”、“減小”或“不變”），電解質溶液中陰離子移向_________（填“正”或“負”）極。（3）已知硫酸鉛為不溶于水的白色固體，生成時附著在電極上。試寫出該電池放電時，正極的電極反應_______________________________________（用離子方程式表示）。（4）氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優點，其能量密度高于鉛蓄電池。若電解質為KOH溶液，則氫氧燃料電池的負極反應式為____________________。該電池工作時，外電路每流過1×103mole－，消耗標況下氧氣_________m3。12．依據氧化還原反應：2Ag＋（aq）＋Cu（s）＝Cu2＋（aq）＋2Ag（s）設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：（1）電極X的材料是______；電解質溶液Y是________；（2）銀電極為電池的極，發生的電極反應為；X電極上發生的電極反應為_______反應；（填“氧化”或“還原”）（3）外電路中的電子（填“流出”或“流向”）Ag電極。（4）當有1.6g銅溶解時，銀棒增重______g。

課后作業：課后作業：一、選擇題1．下圖是氫氧燃料電池構造示意圖。關于該電池的說法，不正確的是()A．a極是負極B．該電池總反應為2H2＋O22H2OC．電子由b通過燈泡流向aD．氫氧燃料電池是環保電池2．下列說法中正確的是()①燃料電池的反應物可不儲存在電池的內部②鋅錳干電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池③鋰電池是新一代可充電電池④燃料電池作為汽車驅動能源已研發成功A．②③④ B．①②③④C．①②③ D．①③④3．下列有關電池的說法不正確的是()A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D．鋅錳電池中，鋅電極是負極4.如下圖所示為普通鋅錳電池(即“干電池”)的組成和結構示意圖，其中MnO2的作用是吸收正極放出的H2，下列說法正確的是()A．鋅是正極，MnO2是負極B．鋅是負極，MnO2是正極C．鋅是正極，石墨是負極D．鋅是負極，石墨是正極5．我國首創的海洋電池以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流，電池總反應：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列說法不正確的是()A．正極反應式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－B．電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極C．以網狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積D．該電池通常只需要更換鋁板就可繼續使用6．燃燒電池是利用燃燒（如H2、CO、CH4等）跟氧氣或空氣反應，將化學能轉化為電能的裝置。電解質溶液是強堿溶液。下列關于甲烷的燃料電池說法中正確的為()

A．負極反應：O2+2H2O+4e-=4OH-

B．負極反應：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

C．隨著放電進行，溶液的OH-濃度

D．放電時溶液中的陰離子向正極移動7．關于化學電源的敘述，錯誤的是()A．化學電源均是根據原電池的工作原理設計的B．在干電池中，碳棒只起導電作用，并不參與化學反應C．鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂貴D．燃料電池是一種高效、環保的新型化學電源8．制造地球衛星用到的一種高能電池—銀鋅蓄電池，其電池的電極反應式為：2Zn＋2OH－－2e－2ZnO＋H2↑，Ag2O＋H2O＋2e－2Ag＋2OH－。據此判斷氧化銀是()A．負極，并被氧化 B．正極，并被還原C．負極，并被還原 D．正極，并被氧化9．有人預言：H2是21世