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(zhì),標得失 (列出電極上的物質(zhì)變化,根據(jù)價態(tài)變化標明電子得失).
選離子,配電荷 (根據(jù)介質(zhì)選擇合適的離子,配平電荷,使符合電荷守).
巧用水,配個數(shù) (通常介質(zhì)為水溶液,可選用水配平質(zhì)量守恒)
一次電池
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)
離子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+
2、普通鋅錳干電池:(負極—Zn、正極—C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)
負極:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反應) 正極:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (還原反應)
化學方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑
3、堿性鋅錳干電池:(負極—Zn、正極—C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物)
負極:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 (氧化反應)
正極:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH- (還原反應)
化學方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH
4、銀鋅電池:(負極—Zn、正極--Ag2O、電解液NaOH )
負極 :Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反應)
正極 :Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH- (還原反應)
化學方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag
5、鋰電池一型:(負極--金屬鋰、正極--石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2)
負極 :8Li -8e-=8 Li + (氧化反應)
正極 :3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl- (還原反應)
化學方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S,
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— 濃硫酸)
放電時 負極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 (氧化反應)
正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (還原反應)
充電時 陰極:PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4 (還原反應)
陽極:PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應)
總化學方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O
2、鎳--鎘電池(負極--Cd 、正極—NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液)
放電時 負極:Cd -2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2 (氧化反應)
Ni(OH)2+Cd(OH)2
正極:2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH– (還原反應)
充電時 陰極:Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH– (還原反應)
陽極:2 Ni(OH)2 -2e—+ 2 OH– == 2NiOOH + 2H2O (氧化反應)
總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
3、氫--鎳電池:(負極-LaNi5儲氫合金、正極—NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH)
放電時 負極:LaNi5H 6-6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反應)
正極:6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH– (還原反應)
充電時 陰極:LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH– (還原反應)
陽極:6 Ni(OH)2 -6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反應)
總化學方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2
4、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 + x Li+ (氧化反應)
正極:Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2 (還原反應)
充電時 陰極:Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- =LiC6 (還原反應)
陽極:LiCoO2 – xe- = Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應)
總反應方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6
燃料電池
根據(jù)題意敘述書寫常見于燃料電池,由于燃料電池的優(yōu)點較多,成為了近年高考的方向.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(zhì)對產(chǎn)物的影響.
一、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(zhì),有下列三種情況:
1、電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))
負極:H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (氧化反應)
正極:O2 + H2O + 4e- === OH—(還原反應)
總反應方程式 2H2 + O2 === 2H2O
2、電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì))
負極:H2 –2e- === 2H+ (氧化反應)
正極:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (還原反應)
總反應方程式 2H2 + O2 === 2H2O
3、電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì))
負極:H2 – 2e- === 2H+(氧化反應)
正極:O2 + H2O + 4e- === 4OH—
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(xiàn)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-
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