原電池電極反應式書寫教案和練習

1、原電池中電極反應式的書寫電極反應式的書寫一直以來都是學生學習的一大難點，如何正確書寫原電池的電極反應式呢？現(xiàn)總結(jié)如下：（一）原電池的類型在書寫電極反應式之前，必須先了解原電池的類型，大致分為三種：(1)負極參與反應，而正極不參與反應，如常見的銅鋅原電池；(2)負極、正極均參與反應，如可充電電池鉛蓄電池在放電時的過程；(3)負極、正極均不參加反應，如燃料電池。在書寫時首先要判斷屬于何種類型的電池。一般第一種原電池負極為較活潑金屬，正極為較不活潑金屬（注意結(jié)合電解質(zhì)溶液）或石墨，負極和電解質(zhì)溶液能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應。（二）【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

2、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）（三）例題和練習例1：銅鋅原電池，應先書寫自發(fā)的氧化還原反應，即總化學方程式電池反應：Zn+2H+=Zn2+H2；然后利用負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應：負極：Zn-Ze-=Zn2+ 正極：2H+2e-=H2再對于較復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，所以Al作負極。電池的總反應為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2。接下來可直接寫出負極反應,方法為：第

3、步：找物質(zhì)、標得失（寫負極反應要找到還原劑和氧化產(chǎn)物，正極反應就相反，并計算電子的得失數(shù)目）；2Al6e- = 2AlO2-第步：找離子、平電荷（根據(jù)電池反應所發(fā)生的環(huán)境以及同時考慮相應的離子反應，找到適當?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個負電荷，環(huán)境是堿性條件，所以在左邊要加上8個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至于正極反應可用減法求得：6H2O+6e-=6OH-+3H2 練習書寫Cu、Fe與濃HNO3形成原電池的總反應及電極反

4、應式。負極：_正極：_總的反應方程式：_對于第二種題型可充電電池一般題目會直接告訴總化學方程式,首先明確放電時是原電池,再利用負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,列出正、負極發(fā)生的反應物及產(chǎn)物，然后利用電荷守恒、原子守恒，補充與電解質(zhì)有關(guān)的離子或者物質(zhì)，寫出負極和正極反應方程式。放 電充 電例3：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O先寫出Pb-2e- PbSO4 ； PbO2+2e- PbSO4 根據(jù)原子守恒得負極左邊加1molSO42-；正極左邊加入1mol SO42-、4 mol H+或利用總-負極得到正極反應式。放 電充 電練習4書寫Li+FePO4 LiFePO4 原電

5、池的電極反應式負極：_正極：_總的反應方程式：_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式。對于第三種類型，是歷來高考中的熱點話題，一般先書寫可燃物燃燒的化學方程式，再看燃料產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液反應。進而寫出總電池反應，然后根據(jù)負極為可燃物；正極為助燃性物質(zhì)，常為O2 。而對于正極因常是O2，故正極反應式較固定，只會因電解質(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-，相對而言負極較復雜，故一般將電池反應-正極反應式，得負極反應

6、式。在分析中注重正、負極得失電子守恒。例：氫氧燃料電池在酸性，堿性溶液中的電極反應式。酸性溶液中，總電池反應：2H2+O2=2H2O 正極為：O2+4H+4e-=2H2O 故負極為：2H2-4e-=4H+堿性溶液中，總電池反應：2H2+O2=2H2O正極為：O2+2H2O+4e-=4OH- 故負極為：2H2+4OH-4e-=4H2O練習書寫甲醇燃料電池，以KOH為電解質(zhì)溶液的電極反應：負極：_正極：_總的反應方程式：_由上綜合可得：對于燃料電池，先寫總電池反應，然后結(jié)合電解質(zhì)溶液，寫正極反應式，最后得負極反應式。綜上所述，解題時應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

7、中常見的原電池電極反應式的書寫訓練一次電池1、伏打電池：（負極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負極： 正極： 總反應方程式（離子方程式） 2、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液H2CO3 弱酸性) 負極： 正極： 總反應方程式（離子方程式） 3、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負極： 正極： 化學方程式 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：（負極Al，正極Ni，電解液NaCl溶液)負極： 正極： 總反應化學方程式： 4Al+

8、3O2+6H2O=4Al(OH)3 (海洋燈標電池)5、普通鋅錳干電池：(負極Zn，正極碳棒，電解液NH4Cl糊狀物)負極： 正極： 總反應化學方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、堿性鋅錳干電池：（負極Zn，正極碳棒，電解液KOH糊狀物）負極： 正極： 總反應化學方程式：Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnO(OH)7、鎂鋁電池：（負極Al，正極Mg，電解液KOH） 負極(Al)： 正極(Mg）： 總反應化學方程式： 8、高鐵電池 （負極Zn，正極碳，電解液KOH和K2FeO4）放電充電正極： 負極： 總反應化學方程式：3

9、Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH9、鎂/H2O2酸性燃料電池正極： 負極： 總反應化學方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O10、銀鋅電池：(負極Zn、正極-Ag2O、電解液NaOH )負極 ： 正極 ： 化學方程式 Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag11、鋁空氣海水（負極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導電的惰性材料、電解液-海水）負極 ： 正極 ： 總反應式為： 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：（負極Pb

10、正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時 負極： 正極： 充電時 陰極： 陽極： 總化學方程式 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： 正極： 充電時 陰極： 陽極： 總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)23、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+

11、= 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:一、氫氧燃料電池：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。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K

12、OH溶液（堿性電解質(zhì)）負極： 正極： 總反應方程式 2、電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)） 負極： 正極： 總反應方程式 3、電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)） 負極： 正極： 總反應方程式 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- 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： 負極： 總反應方程式 2. 酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負極： 總反應式 三、CO燃料電池 （總反應方程式均為： 2CO O2 2CO2）1、熔融鹽（鉑為兩極、Li

13、2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣）正極： 負極： 2、酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）正極： 負極： 四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極： 負極： 總反應方程式 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 ： 負極 ： 總反應方程式 2、酸性電解質(zhì) （電解液H2SO4溶液）正極 ： 負極 ： 總反應方程式 3、堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）正極 ： 負極 ： 總反應方程式 六

14、、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）負極： 正極： 總反應方程式 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： 負極： 3、一次性鋰電池：（負極金屬鋰，正極石墨，電解液：LiAlCl4SOCl2）負極 ： 正極 ： 總反應化學方程式 8Li 3SOCl2 = Li2SO3 6LiCl 2S4、Li-Al/FeS電池（一級是Li-Al合金，一極是粘有FeS的石墨，電解質(zhì)是Li2CO3熔融鹽）正極： 負極： 總反應方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe5、鎂電池（一極是Mg，一極

15、是粘有Mo3S4的石墨，電解質(zhì)是MgSO4熔融鹽）正極： 負極： 總反應方程式：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： 負極： 總反應方程式： 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+）負極： 正極： 總反應方程式 常見的原電池電極反應式的書寫訓練參考答案一次電池1、伏打電池：（負極Zn、正極Cu、電解液H2SO4） 負極： Zn2e-=Zn2+ (氧化反應) 正極： 2H+2e-=H2 (還原反應)2、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液H2

16、CO3 弱酸性) 負極： Fe2e-=Fe2+ (氧化反應) 正極：2H+2e-=H2 (還原反應)3、鐵碳電池：（負極Fe、正極C、電解液 中性或堿性)負極： 2Fe4e-=2Fe2+ (氧化反應) 正極：O2+2H2O+4e-=4 (還原反應)4.鋁鎳電池：負極： 4Al12e=4Al3+ 正極：3O2+6H2O+12e=12 5、普通鋅錳干電池：負極：Zn2e=Zn2+ 正極：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3 +2NH3+H2O 6、堿性鋅錳干電池： 負極：Zn + 2OH 2e= Zn(OH)2 正極：2MnO2 + 2H2O + 2e=2MnO(OH) +2OH 7、鎂鋁電池：

17、 負極(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 負極： 3Zn + 6OH 6e= 3Zn(OH)29、鎂/H2O2酸性燃料電池 正極：2H+H2O2=2H2O 負極：Mg2e= Mg 2+10、鋁空氣海水（負極-鋁、正極-石墨、鉑網(wǎng)等能導電的惰性材料、電解液-海水）負極 ：4Al12e=4Al3+ (氧化反應) 正極 ：3O2+6H2O+12e=12OH （還原反應)11、鎂-鋁電池 （負極-Al、正極-Mg 電解液KOH） 負極(Al)：

18、 2Al + 8 OH- 6e- 2AlO2+4H2O (氧化反應)正極(Mg）： 6H2O + 6e- 3H2+6OH （還原反應)二次電池 1、鉛蓄電池：（負極Pb 正極PbO2 電解液 濃硫酸） 放電時 負極： Pb2eSO42=PbSO4(氧化反應)正極： PbO22e4HSO42=PbSO42H2O (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)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

19、 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)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)） 負極：H2 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反應)正極：O2 + H2O + 4e- = OH(還原反應)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

20、+ 4H+ + 4e- = 2H2O (還原反應) 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 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) 負極：2CH3OH 12e- + 16OH = 2CO32- +12H2O (氧化反應)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)（注：乙醇燃料電池與甲醇 負極：2CH3OH 12e- +2H2O=12H+2CO

21、2 (氧化反應) 燃料電池原理基本相）三、CO燃料電池 （總反應方程式均為： 2CO O2 2CO2）1、熔融鹽 正極： O2 4e- 2CO2 2CO32- (還原反應)負極： 2CO2CO32- 4e- =4CO2 (氧化反應)2、酸性電解質(zhì)正極： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O (還原反應)負極： 2CO 4e- + 2H2O = 2CO2 +4H+ (氧化反應)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)負極： N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反應)五、丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負極通入丙烷、電解液有三種）1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）正極 ：