各类原电池与电极反应式汇总.docx

1、各类原电池与电极反应式汇总各类原电池与电极反应式汇总原电池中电极反应式的书写电极反应式的书写一直以来都是学生学习的一大难点，如何正确书写原电池的电极反应式呢？现总结如下：在书写电极反应式之前，必须先了解原电池的类型，大致分为三种：(1)负极参与反应，而正极不参与反应，如常见的铜锌原电池；(2)负极、正极均参与反应，如可充电电池铅蓄电池在放电时的过程；(3)负极、正极均不参加反应，如燃料电池。在书写时首先要判断属于何种类型的电池。一般第一种原电池负极为较活泼金属，正极为较不活泼金属（注意结合电解质溶液）或石墨，负极和电解质溶液能发生自发的氧化还原反应。例：铜锌原电池，应先书写自发的氧化还原反应，

2、即总化学方程式电池反应：Zn+2H+=Zn2+H2；然后利用负极发生氧化反应，正极发生还原反应：负极：Zn-Ze-=Zn2+ 正极：2H+2e-=H2再对于较复杂的镁铝氢氧化钠溶液组成的电池。写出总离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2首先看负极部分：2Al-6e-2AlO2-，可看作Al-3e-=Al3+； Al3+再与OH-反应生成AlO2-，即Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，故综合可得负极反应式为：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 再由总式-负极反应式得出正极反应式:6H2O+6e-=6OH-+3H2练习书写Cu、Fe与浓HNO3形成原电池的

3、总反应及电极反应式。答：总:Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O负极:Cu-2e-=Cu2+ 正极:4H+2NO3-+3e-=2NO2+2H2O对于第二种题型可充电电池一般题目会直接告诉总化学方程式,首先明确放电时是原电池,再利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应,列出正、负极发生的反应物及产物，然后利用电荷守恒、原子守恒，补充与电解质有关的离子或者物质，写出负极和正极反应方程式。例：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O先写出Pb-2e- PbSO4 ； PbO2+2e- PbSO4 根据原子守恒得负极左边加1molSO42-；正极左边加入1mol SO42-、4

4、 mol H+或利用总-负极得到正极反应式。练习书写Li+FePO4 LiFePO4 原电池的电极反应式负极：Li+e-=Li+ 正极：FePO4+e-+Li+=LiFePO4综合可得对于第二种类型先分析简单的一极，再用总方程式-简单一极的电极反应式。对于第三种类型，是历来高考中的热点话题，一般先书写可燃物燃烧的化学方程式，再看燃料产物能否与电解质溶液反应。进而写出总电池反应，然后根据负极为可燃物；正极为助燃性物质，常为O2 。而对于正极因常是O2，故正极反应式较固定，只会因电解质溶液不同而有所不同。例如在酸性溶液中正极正极：得电子，发生还原反应总反应式（电池反应）= 正极反应式 + 负极反应

5、式【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 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）。巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）四类型：1、简单原电池把电极材料直接与电解质溶液发生氧化还原反应的原电池称为简单原电池（所以简单原电池又可称为电极与电解质反应型）。这类原电池的优点在于：便于书写原电池的总反应，因为总反应就是电极与电解质发生的自发的氧化还原反应；便于判断电极，如果只有一个电极与电解质溶液反应，那么这个电极就是负极；如果两个电极都反应，那么较活泼的一极为负极。简单原电池的电极反应书写可采用先写电池总反应

6、，然后直接写出电极反应,较难的则可用减法的办法来写出。实例分析：例1、MgAlHCl溶液构成的原电池解析：Mg和Al都能与盐酸反应，但Mg比Al要活泼,所以Mg作负极,电池的总反应就是Mg + 2H+ = Mg2+ + H2，根据原则氧化反应发生在负极，还原反应发生在正极可写出电极反应，负极：Mg 2 e- = Mg2+；正极：2H+ + 2 e- = H2例2、MgAlNaOH溶液构成的原电池解析：由于Mg、Al中只有Al能与NaOH溶液反应，所以Al作负极。电池的总反应为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2。接下来可直接写出负极反应,方法为：第步：找物质、标得失（写负极反应要

7、找到还原剂和氧化产物，正极反应就相反，并计算电子的得失数目）；2Al6e- = 2AlO2-第步：找离子、平电荷（根据电池反应所发生的环境以及同时考虑相应的离子反应，找到适当的离子使左右两边电荷守恒，一般是H+或OH-）；据第步可看出右边有8个负电荷，环境是碱性条件，所以在左边要加上8个OH-。2Al + 8OH- 6e- = 2AlO2-第步：巧用水、平氢氧（最后用水分子配平氢氧原子）2Al + 8OH- 6e- = 2AlO2- + 4H2O至于正极反应可用减法求得。2、铁的吸氧腐蚀型这类原电池的特征是看起来好像根本构不成原电池，它没有可直接看得到的自发的氧化还原反应。该原电池的电解质溶液

8、只起导电的作用，它并不与电极反应，起氧化剂作用的是空气中的氧气。所以这类原电池的电极反应相对来说较简单：负极是被腐蚀的金属失电子变成金属阳离子，正极上是氧气被还原：O22H2O4e- 4OH3、燃料电池燃料电池的电极反应（主要是负极的电极方程式）是一个难点。我们知道，燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的，虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应，但其总反应方程式其实是可燃物在氧气中燃烧的反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应，如果燃烧产物与电解质溶液反应，则应再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式，从而得到总反应方程式。燃料电池的正极一般是O2被还原，

9、所以正极反应比较简单，根据电解质的情况，正极反应通常有以下三种：电解质溶液为中性或碱性时：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH_；电解质溶液为酸性时：O2 + 4e-4H+ 2H2O；固态或熔融状态并能传导O2-的电解质：O2 + 4e- = 2O2-此时负极反应式就可由电池总反应方程式减去正极的电极方程式得到（注意要将方程式中的氧气抵消掉）。此外我们也可以采用第一种类型例2的方法来直接写出燃料电池的负极反应式。例如由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池的负极反应的书写。分析：甲醇燃烧后的产物中有CO2，CO2会与电解质溶液中的OH-反应变成CO32-，所以第步中甲醇的氧化产物为

10、CO32-，相应写出CH3OH 6e- = CO32-；第步考虑到在强碱性电解质溶液中，用OH-来平电荷，则CH3OH + 8OH- 6e- = CO32-；第步观察到左边有12个H，要在右边补上6个H2O，即：CH3OH + 8OH- 6e- = CO32- + 6H2O如果上述原电池改成酸性电解质，则可按照上述方法相应的写出负极反应为：CH3OH + H2O 6e- = CO2 + 6H+高中常见的原电池电极反应式的书写训练一次电池1、伏打电池：（负极Zn、正极Cu、电解液H2SO4） 负极： 正极： 总反应方程式（离子方程式） 2、铁碳电池：（负极Fe、正极C、电解液H2CO3 弱酸性)

11、 负极： 正极： 总反应方程式（离子方程式） 3、铁碳电池：（负极Fe、正极C、电解液 中性或碱性)负极： 正极： 化学方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池：（负极Al，正极Ni，电解液NaCl溶液)负极： 正极： 总反应化学方程式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池：(负极Zn，正极碳棒，电解液NH4Cl糊状物)负极： 正极： 总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2

12、O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池：（负极Zn，正极碳棒，电解液KOH糊状物）负极： 正极： 总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnO(OH)7、镁铝电池：（负极Al，正极Mg，电解液KOH） 负极(Al)： 正极(Mg）： 总反应化学方程式： 8、高铁电池 （负极Zn，正极碳，电解液KOH和K2FeO4）正极： 负极： 总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH9、镁/H2O2酸性燃料电池正极： 负极： 总反应化学方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O10、

13、银锌电池：(负极Zn、正极-Ag2O、电解液NaOH )负极 ： 正极 ： 化学方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag11、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 ： 正极 ： 总反应式为： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （铂网增大与氧气的接触面）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： 正极： 充电时 阴极： 阳极： 总化学方程式 2、镍-镉电池（负极-Cd 、正极NiOOH、电解质溶液为KOH溶液）放电时 负极： 正极： 充电时 阴极： 阳极：

14、 总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)23、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: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极： Li（1-x)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

15、式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 燃料电池:一、氢氧燃料电池：解决此类问题必须抓住一点：燃料电池反应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。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 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1、电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极： 正极： 总反应方程式 2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极： 正极： 总反应方程式 3、电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极： 正极： 总反应方程式 说明1、碱性溶液

16、反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2- 3、中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 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： 负极： 总反应方程式 2. 酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极： 负极： 总反应式 三、CO燃料电池 （总反应方程式均为： 2CO O2 2CO2）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： 负极： 2、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极： 负极： 四、肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶

17、液）正极： 负极： 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 ： 负极 ： 总反应方程式 2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液）正极 ： 负极 ： 总反应方程式 3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极 ： 负极 ： 总反应方程式 六、非水电池1、氢氧电池：一极为H2，另一极为空气与CO2的混合气，电解质为熔融K2CO3（盐）负极： 正极： 总反应方程式 2、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2的混合气，Li2CO3和Na2CO3的熔

18、融盐作电解质）正极： 负极： 3、一次性锂电池：（负极金属锂，正极石墨，电解液：LiAlCl4SOCl2）负极 ： 正极 ： 总反应化学方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S4、Li-Al/FeS电池（一级是Li-Al合金，一极是粘有FeS的石墨，电解质是Li2CO3熔融盐）正极： 负极： 总反应方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池（一极是Mg，一极是粘有Mo3S4的石墨，电解质是MgSO4熔融盐）正极： 负极： 总反应方程式：xMgMo3S4=MgxMo3S46、新型燃料电池（一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（Zr

19、O2）晶体）正极： 负极： 总反应方程式： 7、固体酸燃料电池（一极通入空气，另一极通入H2；电解质是CsHSO4固体传递H+）负极： 正极： 总反应方程式 常见的原电池电极反应式的书写训练参考答案一次电池1、伏打电池：（负极Zn、正极Cu、电解液H2SO4） 负极： Zn2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极： 2H+2e-=H2 (还原反应)2、铁碳电池：（负极Fe、正极C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极： Fe2e-=Fe2+ (氧化反应) 正极：2H+2e-=H2 (还原反应)3、铁碳电池：（负极Fe、正极C、电解液 中性或碱性)负极： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反应) 正极：O

20、2+2H2O+4e-=4 (还原反应)4.铝镍电池：负极： 4Al12e=4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e=12 5、普通锌锰干电池：负极：Zn2e=Zn2+ 正极：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3 +2NH3+H2O 6、碱性锌锰干电池： 负极：Zn + 2OH 2e= Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e=2MnO(OH) +2OH 7、镁铝电池： 负极(Al)： 2Al + 8OH6e 2AlO2+4H2O 正极(Mg）： 6H2O + 6e 3H2+6OH8、高铁电池 正极：2FeO42- + 8H2O +6e=2Fe(OH)3 + 4OH 负极：

21、3Zn + 6OH 6e= 3Zn(OH)29、镁/H2O2酸性燃料电池 正极：2H+H2O2=2H2O 负极：Mg2e= Mg 2+10、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 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反应) 正极 ：3O2+6H2O+12e=12OH （还原反应)11、镁-铝电池 （负极-Al、正极-Mg 电解液KOH） 负极(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反应)正极(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （还原反应)二次电池 1、铅蓄电池：（负极Pb 正极PbO2 电解液 浓硫酸） 放电时

22、负极： Pb2eSO42=PbSO4 (氧化反应)正极： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (还原反应) 充电时 阴极： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4 (还原反应)阳极： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反应)2、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)Ni(OH)2+Cd(OH)2正极： 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (还原反应)充电时 阴极： Cd(OH)2 + 2e= C

23、d + 2 OH (还原反应)阳极：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反应)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 + H2O + 4e- = OH(还原反应)2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：H2 2e- = 2H+ (氧化反应) 正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (还原反应) 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 + H2O + 4e- = 4OH 二、甲醇燃料电池1碱性电

24、解质（铂为两极、电解液KOH溶液） 正极：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (还原反应) 负极：2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反应)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）三、CO燃料电池 （总反应方程式均为： 2CO O2 2CO2）1、熔融盐 正极： O2 4e- 2CO2 2CO32- (还原反应)负极： 2CO2CO32- 4e-

25、 =4CO2 (氧化反应)2、酸性电解质正极： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (还原反应)负极： 2CO 4e- + 2H2O = 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)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 - 20

26、e-+ 10CO32- = 3CO2 + 4H2O (氧化反应)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- + 6H2O = 3CO2 + 20 H+ (氧化反应)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)负极 ： C3H8 - 20e-+ 26 OH = 3CO32- + 17H2O (氧化反应)六、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极：2H2 4e+2CO32 = 2CO2+2H2O 正极：O2 + 4e+2CO2

27、= 2CO32 2、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2的混合气，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质） 正极： O2 4e 2CO2 2CO32 负极： 2CO2CO32 4e =4CO2 3、一次性锂电池： 负极 ：8Li 8e8 Li + 正极 ：3SOCl28eSO322S6Cl 4、Li-Al/FeS电池 正极：2Li+FeS+2e=Li2S+Fe 负极： 2Li2e2Li +5、镁电池 正极：xMg2+Mo3S42xe= MgxMo3S4 负极： xMg2xe=xMg26、新型燃料电池 正极：13O2+ 52e=26O2- 负极：2C4H10+26O2- 52e=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池 负极：2H2 4e = 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O