常见的电池的电极反应式书写教师版j 修订.pdf

选修 4 化学反应原理1 常见的原电池电极反应式的书写 一次电池： 1锌铜原电池： （负极 Zn、正极 Cu、电解液 H2SO4） 负极： Zn2e Zn2+ ( 氧化反应 ) 正极： 2H ++2e H 2 ( 还原反应 ) 离子方程式 : Zn + 2H + H 2+ Zn 2+ 2铁碳电池： （负极 Fe、正极 C、较强酸性电解液) 负极： Fe2e Fe2+ ( 氧化反应 ) 正极： 2H + + 2eH 2 ( 还原反应 ) 离子方程式 : Fe+2H +H 2+Fe 2+ ( 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+2H2O2Fe(OH)2 ( 吸氧腐蚀 ) 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 12OH( 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、 MnO 2的糊状物 ) 负极： Zn2e Zn2+ ( 氧化反应 ) 正极： 2MnO2+2NH4 ++2eMn 2O3+H2O+2NH3( 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： 2MnO 2 + 2H2O + 2e 2MnO(OH) +2 OH （还原反应 ) 化学方程式 : Zn +2MnO 2 +2H2O Zn(OH)2 + 2MnOOH 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 + 2 OH ( 还原反应 ) 化学方程式 : Zn + Ag2O + H2O Zn(OH)2 + 2Ag 8铝空气海水电池：（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 ） 选修 4 化学反应原理2 负极 (Al) ： 2Al + 8 OH 6e 2AlO2 +4H 2O ( 氧化反应 ) 正极 (Mg） ： 6H2O + 6e 3H2+6OH （还原反应 ) 化学方程式 : 2Al + 2OH + 2H2O 2AlO2 + 3H 2 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 SO4 2PbSO 4( 氧化反应 ) 正极： PbO22e 4H SO 4 2PbSO 42H2O ( 还原反应 ) 充电时阴极： PbSO4 + 2e Pb+ SO 4 2 ( 还原反应 ) 阳极： PbSO4 + 2H2O 2e PbO 2 + SO4 2 + 4H + ( 氧化反应 ) 总化学方程式: Pb PbO2 + 2H2SO4 2PbSO 4+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 + 2 OH Fe (OH) 2 ( 氧化反应 ) 正极： NiO2 + 2H2O + 2e Ni(OH) 2 + 2 OH ( 还原反应 ) 充电时阴极： Fe (OH)2 + 2e Fe + 2 OH ( 还原反应 ) 阳极： Ni(OH) 2 2e + 2 OH NiO 2 + 2H2O ( 氧化反应 ) 总化学方程式 : Fe + NiO2+ 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2 3LiFePO4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 LiFePO 4 ( 还原反应 ) 充电时：阴极： Li + + e Li ( 还原反应 ) 阳极： LiFePO4 e FePO 4 + Li + ( 氧化反应 ) 总化学方程式 : FePO4 + Li LiFePO4 4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 + 2 OH 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 + 2 OH (还原反应 ) 阳极： 2 Ni(OH)22e + 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)2 5氢镍电池： （负极 LaNi5储氢合金、正极NiOOH 、电解质KOH+LiOH ） 放电时负极： LaNi5H 66e + 6OH LaNi 5 + 6H2O (氧化反应 ) 正极： 6NiOOH +6e + 6H 2O 6 Ni(OH)2 + 6OH ( 还原反应 ) 充电时阴极： LaNi5 + 6e + 6H 2O LaNi5H 6+ 6OH ( 还原反应 ) 阳极： 6 Ni(OH)2 6e + 6OH 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应 ) 总化学方程式 : LaNi5H 6 + 6NiOOH 充电 放电 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） Ni(OH)2+Cd(OH)2 选修 4 化学反应原理3 放电时负极： 3Zn 6e + 6 OH 3 Zn(OH) 2 (氧化反应 ) 正极： 2FeO4 2 +6e + 8H 2O 2 Fe (OH)3 + 10OH ( 还原反应 ) 充电时阴极： 3Zn(OH)2 + 6e 3Zn + 6 OH ( 还原反应 ) 阳极： 2Fe(OH)36e + 10OH 2FeO 4 2+ 8H 2O (氧化反应 ) 总化学方程式: 3Zn + 2K 2FeO4 + 8H2O 充电 放电 3Zn(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 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 : LiC 6 xe Li (1 x)C6 + x Li + (氧化反应 ) 正极： Li（ 1x)CoO2 + xe + x Li + LiCoO2 (还原反应 ) 充电时阴极： Li (1 x)C6 + x Li + + xe LiC6 (还原反应 ) 阳极： LiCoO2 xe Li (1 x)CoO2 + x Li + ( 氧化反应 ) 总反应方程式 Li(1x)CoO2 + LiC6 充电 放电 LiCoO2 + Li(1 x)C6 燃料电池 一、氢氧燃料电池 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 + 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： H22e 2H + ( 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） 负极： H2 2e 2H +( 氧化反应 ) 正极： O2 + 2H2O + 4e 4OH 总反应方程式 2H2 + O2 2H2O 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 + 6H 20 12OH ( 还原反应 ) 负极： 2CH3OH 12e + 16OH 2CO3 2 +12H2O ( 氧化反应 ) 总反应方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH 2K2CO3 + 6H2O 2. 酸性电解质 （铂为两极、电解液H2SO4溶液） 正极： 3O2 + 12e + 12H + 6H 2O ( 还原反应 ) 负极： 2CH3OH 12e +2H2O12H ++2CO 2 ( 氧化反应 ) 总反应式 2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O 三、 CO燃料电池（总反应方程式均为： 2CO O2 2CO2） 选修 4 化学反应原理4 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 2CO3 2 ( 还原反应 ) 负极： 2CO 2CO3 2 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 + 2H 2O 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 8 OH ( 还原反应 ) 负极： CH4 + 10OH 8e CO3 2 + 7H 2O ( 氧化反应 ) 总反应方程式 CH4 + 2KOH + 2O2 K2CO3 + 3H2O 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 + 2H 2O 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 10CO3 2 ( 还原反应 ) 负极 ： C3H8 20e + 10CO 3 2 3CO2 + 4H2O( 氧化反应 ) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 2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 + 6H 2O 3CO2 + 20 H + ( 氧化反应 ) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 3碱性电。