2022年高中常见的原电池电极反应式的书写 2.pdf

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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