常见化学电源电极反应式的书写汇总.docx
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常见化学电源电极反应式的书写汇总
常见化学电源电极反应式的书写汇总
常见化学电源电极反应式的书写汇总
1、银-锌电池:
(电解质溶液:
KOH溶液)
总反应
Zn+Ag2O=2Ag+ZnO
Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2
正极
Ag2O+2e-+H2O→2Ag+2OH-
Ag2O+2e-+H2O→2Ag+2OH-
负极
Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-
Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-
2、Ni-Cd电池:
(电解质溶液:
KOH溶液)
总反应:
Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
正极:
2NiO(OH)+2H2O+2e-→2Ni(OH)2+2OH-
负极:
Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e-
3、铅蓄电池:
(电解质溶液:
硫酸)
总反应:
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
正极:
PbO2+4H++SO42-+2e-→PbSO4+2H2O
负极:
Pb+SO42-→PbSO4+2e-
4、锌锰干电池
(1)酸性(电解质:
NH4Cl等)[注:
总反应式存在争议]
总反应
Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++2NH3+2MnO(OH)
Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3+H2
正极
2MnO2+2NH4++2e-→2NH3+2MnO(OH)
2NH4+2e-→2NH3+H2
负极
Zn→Zn2++2e-
Zn→Zn2++2e-
(2碱性(电解质KOH)
总反应:
Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3
正极:
2MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH-
负极:
Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-
5、氢-氧电池:
总反应
2H2+O2=2H2O
介质
硫酸
Na2SO4溶液
KOH溶液
负极
2H2→4H++4e-
2H2→4H++4e-
2H2+4OH-→4H2O+4e-
正极
O2+4H++4e-→2H2O
O2+2H2O+4e-→4OH-
O2+2H2O+4e-→4OH-
下列说法正确的是()
A.该电池Zn为负极,ZnO为正极,MnO2为催化剂
B.该电池的正极反应为:
MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片
【知能整合】
1、原电池的工作原理:
(1)负极失电子发生氧化反应;溶液中氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应;
(2)电子由负极流向正极,电流方向是由正极流到负极(外电路)。
2、原电池的形成条件
【重点突破】
一、原电池判断与设计
例2、下列甲乙装置各为什么装置?
写出电极名称?
双液原电池装置:
盐桥中阴阳离子如何迁移
思考1:
是不是所有的反应都可以设计成原电池?
二、原电池的设计
例3、利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2,设计一个单液原电池,一个双液原电池(使用盐桥),画出原电池的示意图,并写出电极反应。
三、电极反应的书写
规律:
原电池的两电极反应式之和即为总反应式
写法:
1、先写出总反应方程式并改写为离子反应方程式
2、标出电子转移方向和数目
3、写出较易的一个电极反应式(电荷配平法快速书写)
4、总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。
书写注意事项:
一看电极材料;二看环境介质;三看附加条件与信息
例4、书写下列电极反应和总反应方程式
Cu—Ag—HNO3
负:
正:
总:
【技巧】将活性电极单独置于电解质溶液中判断自发的总反应
思考2:
Zn与稀硫酸的反应中加入硝酸铜溶液能否加快置换出氢气的反应速率?
Mg—Al—H2SO4
负:
正:
总:
Mg—Al—NaOH
负:
正:
总:
【注】电极活性是相对与电解质溶液而言的
燃料电池的电极反应式和总反应式书写步骤:
(1)写出燃烧反应正确的化学方程式;
(2)根据电解液改写燃料电池总反应;
(3)写出正极的电极反应式(一般较简单);
(4)由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。
3、氢氧燃料电池
介质电池总反应:
稀H2SO4负极
正极
KOH溶液负极
正极
允许O2-通过的固体电解质负极
正极
探究:
2CO+O2=2CO2
电解质为熔融盐K2CO3:
负极反应式:
正极反应式:
允许O2-通过的固体电解质:
负极反应式:
正极反应式:
4、可逆电池电极反应式书写
例4、已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下:
Pb+PbO2+2H2SO4放电=充电2PbSO4+2H2O试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。
负:
正:
阴:
阳:
变式训练1
铅蓄电池是最常见的二次电池,它的正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb,电解质是H2SO4溶液。
放电过程中电解质溶液H2SO4的浓度将(填“变大”、“变小”或“不变”),当外电路通过2mol电子时,理论上正极板的质量将增加g。
变式训练2:
锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),当外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上(填增加、减少、不变)g;锌片的质量理论上(填增加、减少、不变)
例5、硫—钠原电池具有输出功率较高,循环寿命长等优点。
其工作原理可表示为:
2Na+xS放电=充电Na2Sx。
但工作温度过高是这种高性能电池的缺陷,科学家研究发现,采用多硫化合物(如右图)作为电极反应材料,可有效地降低电池的工作温度,且原材料价廉、低毒,具有生物降解性。
其正极电极反应式为:
+2ne-=n
则其负极电极反应为:
【习题训练】
1、用铅蓄电池电解苦卤水(含C1―、Br―、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。
下列说法中正确的是【】
A.铅蓄电池放电时,该电池两极质量均增加
B.铅蓄电池充电时,A极应与外电源负极相连
C.电解苦卤水时,a电极首先放电的是Br―而不是Cl―,说明当其它条件相同时Br―的还原性强于Cl―
D.当b极产生0.01mol气体时,铅蓄电池中消耗0.01molH2SO4
2、如右图,α—AgI是一种固体导体,导电率很高。
为研究α—AgI到底是Ag导电还是I导电,设计了如下实验,下列有关结论正确的是。
A.若α—AgI是Ag+导电,则通电一段后晶体密度不均匀。
B.若α—AgI是Ag+导电,则通电一段时间后晶体密度仍均匀。
C.若α—AgI是I-导电,则通电一段时间后晶体密度不均匀。
D.若α—AgI是I-导电,则通电一段时间后晶体密度仍均匀。
3、(01年广东)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电=充电Cd+2NiO(OH)+2H2O。
由此可知,该电池放电时的负极材料是()
A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.CdD.NiO(OH)
4、(05江苏)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O放电=充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是()
A放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
B充电时阳极反应为Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O
C放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化
D放电时正极附近溶液的碱性增强