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文檔簡介
PAGEPAGE1高中常見的原電池電極反應式的書寫書寫過程歸納:列物質,標得失(列出電極上的物質變化,根據價態變化標明電子得失)。選離子,配電荷(根據介質選擇合適的離子,配平電荷,使符合電荷守)。巧用水,配個數(通常介質為水溶液,可選用水配平質量守恒)一、一次電池(負極氧化反應,正極還原反應)1、伏打電池:(負極—Zn,正極—Cu,電解液—H2SO4)負極:Zn–2e-==Zn2+(氧化反應)正極:2H++2e-==H2↑(還原反應)總反應離子方程式Zn+2H+==H2↑+Zn2+2、鐵碳電池(析氫腐蝕):(負極—Fe,正極—C,電解液——酸性)負極:Fe–2e-==Fe2+(氧化反應)正極:2H++2e-==H2↑(還原反應)總反應離子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、鐵碳電池(吸氧腐蝕):(負極—Fe,正極—C,電解液——中性或堿性)負極:2Fe–4e-==2Fe2+(氧化反應)正極:O2+2H2O+4e-==4(還原反應)總反應化學方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(鐵銹的生成過程)4.鋁鎳電池:(負極—Al,正極—Ni,電解液——NaCl溶液)負極:4Al–12e-==4Al3+(氧化反應)正極:3O2+6H2O+12e-==12(還原反應)總反應化學方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3(海洋燈標電池)5、鋁–空氣–海水(負極--鋁,正極--石墨、鉑網等能導電的惰性材料,電解液--海水)負極:4Al-12e-==4Al3+(氧化反應)正極:3O2+6H2O+12e-==12OH-(還原反應)總反應式為:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(鉑網增大與氧氣的接觸面)(海洋燈標電池)6、普通鋅錳干電池:(負極——Zn,正極——碳棒,電解液——NH4Cl糊狀物)負極:Zn–2e-==Zn2+(氧化反應)正極:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O(還原反應)總反應化學方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O7、堿性鋅錳干電池:(負極——Zn,正極——碳棒,電解液KOH糊狀物)負極:Zn+2OH–2e-==Zn(OH)2(氧化反應)正極:2MnO2+2H2O+2e-==2MnO(OH)+2OH-(還原反應)總反應化學方程式:Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+MnO(OH)8、銀鋅電池:(負極——Zn,正極--Ag2O,電解液NaOH)負極:Zn+2OH-–2e-==ZnO+H2O(氧化反應)正極:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-(還原反應)總反應化學方程式:Zn+Ag2O==ZnO+2Ag9、鎂鋁電池:(負極--Al,正極--Mg,電解液KOH)負極(Al):2Al+8OH-+6e-=2AlO2-+4H2O(氧化反應)正極(Mg):6H2O+6e-=3H2↑+6OH–總反應化學方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑10、一次性鋰電池:(負極--金屬鋰,正極--石墨,電解液:LiAlCl4-SOCl2)負極:8Li-8e-=8Li+正極:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-總反應化學方程式8Li+3SOCl2===Li2SO3+6LiCl+2S二、二次電池(又叫蓄電池或充電電池)1、鉛蓄電池:(負極—Pb正極—PbO2電解液—稀硫酸)放電時:負極:Pb-2e-+SO42-==PbSO4 正極:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O總化學方程式Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、鎳鎘電池(負極--Cd、正極—NiOOH、電解液:KOH溶液)放電時負極:Cd-2e—+2OH–==Cd(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)2正極:2NiOOH+2e—+2H2O==2Ni(OH)2+2OH–總化學方程式Cd+2NiOOH+2H2O===Cd(OH)2+2Ni(OH)23、鐵--鎳電池:(負極--Fe、正極—NiO2、電解質溶液為KOH溶液)放電時負極:Fe-2e—+2OH–==Fe(OH)2(氧化反應)正極:NiO2+2H2O+2e—==Ni(OH)2+2OH–(還原反應)充電時陰極:Fe(OH)2+2e—==Fe+2OH–(還原反應)陽極:Ni(OH)2-2e—+2OH–==NiO2+2H2O(氧化反應)總化學方程式Fe+NiO2+2H2O===Fe(OH)2+Ni(OH)24、LiFePO4電池(正極—LiFePO4,負極—石墨,含Li+導電固體為電解質)放電時負極:Li-e—==Li+(氧化反應)正極:FePO4+Li++e—==LiFePO4(還原反應)充電時陰極:Li++e—==Li(還原反應)陽極:LiFePO4-e—==FePO4+Li+(氧化反應)總化學方程式FePO4+Li======LiFePO4氫--鎳電池:(負極-LaNi5儲氫合金、正極—NiOOH、電解質KOH+LiOH)放電時負極:LaNi5H6-6e—+6OH–==LaNi5+6H2O(氧化反應)正極:6NiOOH+6e—+6H2O==6Ni(OH)2+6OH–(還原反應)充電時陰極:LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–(還原反應)陽極:6Ni(OH)2-6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O(氧化反應)總化學方程式LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)2高鐵電池:(負極—Zn、正極石墨、電解質為浸濕固態堿性物質)放電時負極:3Zn-6e-+6OH–==3Zn(OH)2(氧化反應)正極:2FeO42—+6e-+8H2O==2Fe(OH)3+10OH-(還原反應)充電時陰極:3Zn(OH)2+6e-==3Zn+6OH–(還原反應)陽極:2Fe(OH)3-6e-+10OH–==2FeO42—+8H2O(氧化反應)總化學方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH鋰電池二型(負極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時LiCoO2中Li被氧化,Li+還原以Li原子形式嵌入電池負極材料碳C6中,以LiC6表示)放電時負極:LiC6–xe-=Li(1-x)C6+xLi+(氧化反應)正極:Li(1-x)CoO2+xe-+xLi+==LiCoO2(還原反應)充電時陰極:Li(1-x)C6+xLi++xe-=LiC6(還原反應)陽極:LiCoO2–xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+(氧化反應)總反應方程式Li(1-x)CoO2+LiC6LiCoO2+Li(1-x)C6三、燃料電池:燃料電池是原電池中一種比較特殊的電池,它與原電池形成條件有一點相悖,就是不一定兩極是兩根活動性不同的電極,也可以用相同的兩根電極。解決此類問題必須抓住一點:燃料電池反應實際上等同于燃料的燃燒反應,但要特別注意介質對產物的影響。電極反應式書寫,先寫正極,再寫負極。1、氫氧燃料電池氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑(Pt)或石墨做電極材料,負極通入H2,正極通入O2,總反應為:2H2+O2===2H2O電極反應特別要注意電解質,有下列四種情況,但總反應式均相同:(1)電解質是KOH溶液(堿性電解質)負極:2H2–4e-+4OH—===4H2O正極:O2+2H2O+4e-===4OH—總反應方程式:
2H2+O2===2H2O(2)電解質是H2SO4溶液(酸性電解質)負極:2H2–4e-===4H+正極:O2+4H++4e-===2H2O總反應方程式
2H2+O2===2H2O(3)電解質是NaCl溶液(中性電解質)
負極:2H2–4e-===4H+正極:O2+2H2O+4e-===4OH—總反應方程式
2H2+O2===2H2O(4)電解質為熔融K2CO3(鹽)負極:2H2–4e-+2CO32-===2CO2↑+2H2O正極:O2+4e-+2CO2===2CO32—總反應方程式
2H2+O2===2H2O說明:1、堿性溶液反應物、生成物中均無H+2、水溶液中不能出現O2-3、中性溶液反應物中無H+和OH-—4、酸性溶液反應物、生成物中均無OH-2、甲醇燃料電池
(注:乙醇燃料電池與甲醇相似)(1)堿性電解質(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極:3O2+12e-+6H2O===12OH-負極:2CH3OH–12e-+16OH—
===2CO32-+12H2O總反應化學方程式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O總反應離子方程式:2CH3OH+3O2+4OH-===2CO32-+6H2O(2)酸性電解質(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液)正極:3O2+12e-+12H+==6H2O負極:2CH3OH–12e-+2H2O==12H++2CO2總反應式2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O3、CO燃料電池(總反應方程式均為:2CO+O2=2CO2)(1)熔融鹽(鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質,CO入負極,空氣與CO2的混合氣入正極)正極:O2+4e-+2CO2=2CO32-負極:2CO+2CO32-–4e-==4CO2(2)酸性電解質(鉑為兩極、電解液H2SO4溶液)正極:O2+4e-+4H+==2H2O負極:2CO–4e-+2H2O==2CO2+4H+肼燃料電池(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極:O2+2H2O+4e-==4OH—(還原反應)負極:N2H4+4OH—-4e-==N2+4H2O(氧化反應)總反應方程式N2H4+O2===N2+2H2O4、甲烷燃料電池1.堿性電解質(鉑為兩極、電解液KOH溶液)正極:2O2+2H2O+8e-==8OH—負極:CH4+10OH—-8e-==CO32-+7H2O總反應方程式:CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2O2、酸性電解質(鉑
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