原電池電極反應(yīng)式書寫教案和練習(xí).doc

精品文檔原電池中電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫一直以來都是學(xué)生學(xué)習(xí)的一大難點(diǎn)，如何正確書寫原電池的電極反應(yīng)式呢？現(xiàn)總結(jié)如下：（一）原電池的類型在書寫電極反應(yīng)式之前，必須先了解原電池的類型，大致分為三種：(1)負(fù)極參與反應(yīng)，而正極不參與反應(yīng)，如常見的銅鋅原電池；(2)負(fù)極、正極均參與反應(yīng)，如可充電電池鉛蓄電池在放電時(shí)的過程；(3)負(fù)極、正極均不參加反應(yīng)，如燃料電池。在書寫時(shí)首先要判斷屬于何種類型的電池。一般第一種原電池負(fù)極為較活潑金屬，正極為較不活潑金屬（注意結(jié)合電解質(zhì)溶液）或石墨，負(fù)極和電解質(zhì)溶液能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。（二）【書寫過程歸納】列物質(zhì)，標(biāo)得失 （列出電極上的物質(zhì)變化，根據(jù)價(jià)態(tài)變化標(biāo)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(gè)數(shù) （通常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平質(zhì)量守恒）（三）例題和練習(xí)例1：銅鋅原電池，應(yīng)先書寫自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，即總化學(xué)方程式電池反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2+H2；然后利用負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)：負(fù)極：Zn-Ze-=Zn2+ 正極：2H+2e-=H2再對于較復(fù)雜的鎂鋁氫氧化鈉溶液組成的電池。例2、MgAlNaOH溶液構(gòu)成的原電池解析：由于Mg、Al中只有Al能與NaOH溶液反應(yīng)，所以Al作負(fù)極。電池的總反應(yīng)為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2。接下來可直接寫出負(fù)極反應(yīng),方法為：第步：找物質(zhì)、標(biāo)得失（寫負(fù)極反應(yīng)要找到還原劑和氧化產(chǎn)物，正極反應(yīng)就相反，并計(jì)算電子的得失數(shù)目）；2Al6e- = 2AlO2-第步：找離子、平電荷（根據(jù)電池反應(yīng)所發(fā)生的環(huán)境以及同時(shí)考慮相應(yīng)的離子反應(yīng)，找到適當(dāng)?shù)碾x子使左右兩邊電荷守恒，一般是H+或OH-）；據(jù)第步可看出右邊有8個(gè)負(fù)電荷，環(huán)境是堿性條件，所以在左邊要加上8個(gè)OH-。2Al + 8OH- 6e- = 2AlO2-第步：巧用水、平氫氧（最后用水分子配平氫氧原子）2Al + 8OH- 6e- = 2AlO2- + 4H2O至于正極反應(yīng)可用減法求得：6H2O+6e-=6OH-+3H2 練習(xí)書寫Cu、Fe與濃HNO3形成原電池的總反應(yīng)及電極反應(yīng)式。負(fù)極：_正極：_總的反應(yīng)方程式：_對于第二種題型可充電電池一般題目會(huì)直接告訴總化學(xué)方程式,首先明確放電時(shí)是原電池,再利用負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),列出正、負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)物及產(chǎn)物，然后利用電荷守恒、原子守恒，補(bǔ)充與電解質(zhì)有關(guān)的離子或者物質(zhì)，寫出負(fù)極和正極反應(yīng)方程式。放 電充 電例3：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O先寫出Pb-2e- PbSO4 ； PbO2+2e- PbSO4 根據(jù)原子守恒得負(fù)極左邊加1molSO42-；正極左邊加入1mol SO42-、4 mol H+或利用總-負(fù)極得到正極反應(yīng)式。放 電充 電練習(xí)4書寫Li+FePO4 LiFePO4 原電池的電極反應(yīng)式負(fù)極：_正極：_總的反應(yīng)方程式：_綜合可得對于第二種類型先分析簡單的一極，再用總方程式-簡單一極的電極反應(yīng)式。對于第三種類型，是歷來高考中的熱點(diǎn)話題，一般先書寫可燃物燃燒的化學(xué)方程式，再看燃料產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。進(jìn)而寫出總電池反應(yīng)，然后根據(jù)負(fù)極為可燃物；正極為助燃性物質(zhì)，常為O2 。而對于正極因常是O2，故正極反應(yīng)式較固定，只會(huì)因電解質(zhì)溶液不同而有所不同。例如在酸性溶液中正極則O2+4H+4e-=2H2O；在堿性溶液中（或中性）O2+2H2O+4e-=4OH-。若遇熔融的固體電解質(zhì)，則正極為O2+4e-=2O2-，相對而言負(fù)極較復(fù)雜，故一般將電池反應(yīng)-正極反應(yīng)式，得負(fù)極反應(yīng)式。在分析中注重正、負(fù)極得失電子守恒。例：氫氧燃料電池在酸性，堿性溶液中的電極反應(yīng)式。酸性溶液中，總電池反應(yīng)：2H2+O2=2H2O 正極為：O2+4H+4e-=2H2O 故負(fù)極為：2H2-4e-=4H+堿性溶液中，總電池反應(yīng)：2H2+O2=2H2O正極為：O2+2H2O+4e-=4OH- 故負(fù)極為：2H2+4OH-4e-=4H2O練習(xí)書寫甲醇燃料電池，以KOH為電解質(zhì)溶液的電極反應(yīng)：負(fù)極：_正極：_總的反應(yīng)方程式：_由上綜合可得：對于燃料電池，先寫總電池反應(yīng)，然后結(jié)合電解質(zhì)溶液，寫正極反應(yīng)式，最后得負(fù)極反應(yīng)式。綜上所述，解題時(shí)應(yīng)先判斷原電池屬于何種類型，然后根據(jù)不同類型選擇不同的書寫方式。高中常見的原電池電極反應(yīng)式的書寫訓(xùn)練一次電池1、伏打電池：（負(fù)極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式（離子方程式） 2、鐵碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式（離子方程式） 3、鐵碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負(fù)極： 正極： 化學(xué)方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蝕) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (鐵銹的生成過程)4.鋁鎳電池：（負(fù)極Al，正極Ni，電解液NaCl溶液)負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)化學(xué)方程式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋燈標(biāo)電池)5、普通鋅錳干電池：(負(fù)極Zn，正極碳棒，電解液NH4Cl糊狀物)負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)化學(xué)方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、堿性鋅錳干電池：（負(fù)極Zn，正極碳棒，電解液KOH糊狀物）負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)化學(xué)方程式：Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnO(OH)7、鎂鋁電池：（負(fù)極Al，正極Mg，電解液KOH） 負(fù)極(Al)： 正極(Mg）： 總反應(yīng)化學(xué)方程式： 8、高鐵電池 （負(fù)極Zn，正極碳，電解液KOH和K2FeO4）放電充電正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)化學(xué)方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH9、鎂/H2O2酸性燃料電池正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)化學(xué)方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O10、銀鋅電池：(負(fù)極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負(fù)極 ： 正極 ： 化學(xué)方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag11、鋁空氣海水（負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水）負(fù)極 ： 正極 ： 總反應(yīng)式為： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面）二次電池（又叫蓄電池或充電電池）1、鉛蓄電池：（負(fù)極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時(shí) 負(fù)極： 正極： 充電時(shí) 陰極： 陽極： 總化學(xué)方程式 2、鎳-鎘電池（負(fù)極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： 正極： 充電時(shí) 陰極： 陽極： 總化學(xué)方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)23、鋰電池二型（負(fù)極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li+還原以Li原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳C6中，以LiC6表示）放電時(shí) 負(fù)極: LiC6 xe- Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應(yīng))正極： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ = LiCoO2 (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- LiC6 (還原反應(yīng)) 陽極： LiCoO2 xe- Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應(yīng))總反應(yīng)方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6 燃料電池:一、氫氧燃料電池：解決此類問題必須抓住一點(diǎn)：燃料電池反應(yīng)實(shí)際上等同于燃料的燃燒反應(yīng)，但要特別注意介質(zhì)對產(chǎn)物的影響。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(fù)極通入H2，正極通入 O2，總反應(yīng)為：2H2 + O2 = 2H2O 電極反應(yīng)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(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式 2、電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式 3、電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)） 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式 說明1、堿性溶液反應(yīng)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(yīng)物中無H+ 和OH- 4、酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH- 二、甲醇燃料電池1堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液） 正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 2. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)式 三、CO燃料電池 （總反應(yīng)方程式均為： 2CO O2 2CO2）1、熔融鹽（鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓┱龢O： 負(fù)極： 2、酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負(fù)極： 四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式 N2H4 + O2= N2 + 2H2O五、丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種）1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 負(fù)極 ： 總反應(yīng)方程式 2、酸性電解質(zhì) （電解液H2SO4溶液）正極 ： 負(fù)極 ： 總反應(yīng)方程式 3、堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極 ： 負(fù)極 ： 總反應(yīng)方程式 六、非水電池1、氫氧電池：一極為H2，另一極為空氣與CO2的混合氣，電解質(zhì)為熔融K2CO3（鹽）負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式 2、CO電池（一極為CO，另一極為空氣與CO2的混合氣，Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)）正極： 負(fù)極： 3、一次性鋰電池：（負(fù)極金屬鋰，正極石墨，電解液：LiAlCl4SOCl2）負(fù)極 ： 正極 ： 總反應(yīng)化學(xué)方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S4、Li-Al/FeS電池（一級(jí)是Li-Al合金，一極是粘有FeS的石墨，電解質(zhì)是Li2CO3熔融鹽）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe5、鎂電池（一極是Mg，一極是粘有Mo3S4的石墨，電解質(zhì)是MgSO4熔融鹽）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式：xMgMo3S4=MgxMo3S46、新型燃料電池（一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體）正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)方程式： 7、固體酸燃料電池（一極通入空氣，另一極通入H2；電解質(zhì)是CsHSO4固體傳遞H+）負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)方程式 常見的原電池電極反應(yīng)式的書寫訓(xùn)練參考答案一次電池1、伏打電池：（負(fù)極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負(fù)極： Zn2e-=Zn2+ (氧化反應(yīng)) 正極： 2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))2、鐵碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負(fù)極： Fe2e-=Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極：2H+2e-=H2 (還原反應(yīng))3、鐵碳電池：（負(fù)極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負(fù)極： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反應(yīng)) 正極：O2+2H2O+4e-=4 (還原反應(yīng))4.鋁鎳電池：負(fù)極： 4Al12e=4Al3+ 正極：3O2+6H2O+12e=12 5、普通鋅錳干電池：負(fù)極：Zn2e=Zn2+ 正極：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3 +2NH3+H2O 6、堿性鋅錳干電池： 負(fù)極：Zn + 2OH 2e= Zn(OH)2 正極：2MnO2 + 2H2O + 2e=2MnO(OH) +2OH 7、鎂鋁電池： 負(fù)極(Al)： 2Al + 8OH6e 2AlO2+4H2O 正極(Mg）： 6H2O + 6e 3H2+6OH8、高鐵電池 正極：2FeO42- + 8H2O +6e=2Fe(OH)3 + 4OH 負(fù)極： 3Zn + 6OH 6e= 3Zn(OH)29、鎂/H2O2酸性燃料電池 正極：2H+H2O2=2H2O 負(fù)極：Mg2e= Mg 2+10、鋁空氣海水（負(fù)極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液-海水）負(fù)極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應(yīng)) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應(yīng))11、鎂-鋁電池 （負(fù)極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負(fù)極(Al)： 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應(yīng))正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應(yīng))二次電池 1、鉛蓄電池：（負(fù)極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時(shí) 負(fù)極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應(yīng))正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (還原反應(yīng)) 充電時(shí) 陰極： PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4(還原反應(yīng))陽極： PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應(yīng))2、鎳-鎘電池（負(fù)極-Cd 、正極NiOOH、電解質(zhì)溶液為KOH溶液）放電時(shí) 負(fù)極： Cd 2e+ 2 OH = Cd(OH)2 (氧化反應(yīng))Ni(OH)2+Cd(OH)2正極： 2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH)2+ 2OH (還原反應(yīng))充電時(shí) 陰極： Cd(OH)2 + 2e= Cd + 2 OH (還原反應(yīng))陽極：2 Ni(OH)2 2e+ 2 OH = 2NiOOH + 2H2O (氧化反應(yīng))燃料電池一、氫氧燃料電池1、電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應(yīng))2、電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+ (氧化反應(yīng)) 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應(yīng)) 3、電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)） 負(fù)極：H2 2e- = 2H+(氧化反應(yīng))正極：O2 + H2O + 4e- = 4OH 二、甲醇燃料電池1堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液） 正極：3O2 + 12e- + 6H20= 12OH- (還原反應(yīng)) 負(fù)極：2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反應(yīng))2. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極：3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O (還原反應(yīng))（注：乙醇燃料電池與甲醇 負(fù)極：2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO2 (氧化反應(yīng)) 燃料電池原理基本相）三、CO燃料電池 （總反應(yīng)方程式均為： 2CO O2 2CO2）1、熔融鹽 正極： O2 4e- 2CO2 2CO32- (還原反應(yīng))負(fù)極： 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應(yīng))2、酸性電解質(zhì)正極： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (還原反應(yīng))負(fù)極： 2CO 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反應(yīng))四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH (還原反應(yīng))負(fù)極： N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應(yīng))五、丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種）1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ： 5O2 +