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文檔簡介
..高中電化學(xué)電極反響式電極反響式的書寫技巧電化學(xué)中keyword=電極反響式"電極反響式的keyword=書寫"書寫不僅是電化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),更是高考的熱點(diǎn)題型之一,下面就如何正確書寫電極反響式進(jìn)展了較為詳盡的歸納總結(jié),旨在"拋磚引玉〞。一、keyword=原電池"原電池中電極反響式的書寫1、先確定原電池的正負(fù)極,列出正負(fù)極上的反響物質(zhì),并標(biāo)出一樣數(shù)目電子的得失。2、注意負(fù)極反響生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。假設(shè)不共存,那么該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反響式,如Al-Cu-NaHCO3溶液構(gòu)成的原電池中,因Al失去電子生成的Al3+能與HCO3-反響:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故鋁件〔負(fù)極〕上發(fā)生的反響為:Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是僅僅寫為:Al-3e-=Al3+。3、假設(shè)正極上的反響物質(zhì)是O2,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性,電極反響式中不能出現(xiàn)H+,且水必須寫入正極反響式中,與O2結(jié)合生成OH-,假設(shè)電解質(zhì)溶液為keyword=酸性"酸性,電極反響式中不能出現(xiàn)OH-,且H+必須寫入正極反響式中,與O2結(jié)合生成水。如例1、例2。4、正負(fù)極反響式相加〔電子守恒〕得到電池反響的總反響式。假設(shè)電池反響的總反響式,可先寫出較易書寫的電極反響式,然后在電子keyword=守恒"守恒的根底上,總反響式減去較易寫出的電極反響式,即得到較難寫出的電極反響式。如例2。例1、有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料,埋入人體作為作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)展工作,試寫出該電池的兩極反響式。解析:金屬鉑是相對(duì)惰性的,金屬鋅是相對(duì)活潑的,所以鋅是負(fù)極,Zn失電子成為Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因?yàn)轭}目已告訴H+參與作用。正極上O2得電子成為負(fù)二價(jià)氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是產(chǎn)物水。故發(fā)生以下電極反響:負(fù)極:2Zn-4e-=2Zn2+,正極:O2+4H++4e-=2H2O。例2、用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通入甲烷和氧氣,形成甲烷—氧氣燃料電池,該電池反響的keyword=離子方程式"離子方程式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,試寫出該電池的兩極反響式。解析:從總反響式看,O2得電子參與正極反響,在keyword=強(qiáng)堿"強(qiáng)堿性溶液中,O2得電子與H2O結(jié)合生成OH-,故正極反響式為:2O2+4H2O+8e-=8OH-。負(fù)極上的反響式那么可用總反響式減去正極反響式〔電子守恒〕得CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。二、電解池中電極反響式的書寫1、首先看陽極材料,如果陽極是活潑電極〔金屬活動(dòng)順序表Ag以前〕,那么應(yīng)是陽極失電子,陽極不斷溶解,溶液中的陰離子不能失電子。2、如果陽極是惰性電極〔Pt、Au、石墨〕,那么應(yīng)是電解質(zhì)溶液中的離子放電,應(yīng)根據(jù)離子的放電順序進(jìn)展書寫電極反響式。陽極〔惰性電極〕發(fā)生氧化反響,陰離子失去電子被氧化的順序?yàn)椋篠2->SO32->I->Br->Cl->OH->keyword=水電離"水電離的OH->含氧酸根離子>F-。陰極發(fā)生復(fù)原反響,陽離子得到電子被復(fù)原的順序?yàn)椋篈g+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>〔酸電離出的H+〕>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>〔水電離出的H+〕>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+?!沧ⅲ涸谒芤褐蠥l3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被復(fù)原,這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態(tài)鹽或氧化物而制得〕。例3、寫出用石墨作電極,電解飽和食鹽水的電極反響式。解析:由于電極材料為石墨,是惰性電極,不參與電極反響,那么電極反響式的書寫只考慮溶液中的離子放電順序即可。溶液中的離子:Cl-、Na+、OH-、H+,移向陽極的陰離子有Cl-和水電離出的OH-,但在陽極上放電的是Cl-;移向陰極的陽離子有Na+和水電離出的H+,但在陰極上放電的是H+。所以上述電解池的電極反響為:陽極:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-。假設(shè)將上述石墨電極改成銅作電極,試寫出電解飽和食鹽水的電極反響式。解析:由于電極材料為Cu,是活潑電極,銅參與陽極反響,溶液中的陰離子不能失電子,但陰極反響仍按溶液中的陽離子放電順序書寫。該電解池的電極反響為:陽極:Cu-2e-=Cu2+,陰極:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-?!沧ⅲ宏枠O產(chǎn)生的Cu2+可與陰極產(chǎn)生的OH-結(jié)合成Cu(OH)2沉淀,不會(huì)有Cu2+得電子情況發(fā)生。〕三、可充電電池電極反響式的書寫可充電電池是聯(lián)系原電池與電解池的橋梁,它也是電化學(xué)知識(shí)的重要知識(shí)點(diǎn)。放電為原電池反響,充電為電解池反響。原電池的負(fù)極反響與電解池的陰極反響,原電池的正極反響與電解池的陽極反響互為逆反響。只要我們按前面方法能熟練書寫放電(即原電池)的電極反響式,就能很快寫出充電(即電解池)的電極反響式。例4、鉛蓄電池反響為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。試寫出放電和充電時(shí)的電極反響式。解析:因?yàn)榉烹姙樵姵胤错懀篜b+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。Pb失電子發(fā)生負(fù)極反響,產(chǎn)生的Pb2+在H2SO4溶液中結(jié)合SO42-生成難溶于水的PbSO4,故其負(fù)極反響式為:Pb+SO42--2e-=PbSO4。由電子守恒可知,其正極反響式為總式減去負(fù)極反響式:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O。充電為電解池反響,其電極反響式書寫是這樣的,陰極反響式為原電池負(fù)極反響式的逆反響,即PbSO4+2e-=Pb+SO42-;陽極反響式為原電池正極反響式的逆反響,即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+。四、特殊情況電極反響式的書寫在書寫電極反響式時(shí),一定要注意一些特殊情況。1、注意溶液中的離子濃度的改變會(huì)引起離子放電順序的改變?nèi)芤褐械碾x子濃度改變,有時(shí)可導(dǎo)致離子放電順序的改變。例5、在給某鍍件鍍鋅時(shí),電鍍液是飽和ZnCl2溶液,試寫出該電鍍池的電極反響式。解析:在飽和ZnCl2溶液中,放電能力:H+>Zn2+,但溶液中Zn2+的濃度遠(yuǎn)大于水電離出來的H+的濃度,所以陰極應(yīng)是Zn2+放電,而不是H+放電。其電極反響式為:陽極:Zn-2e-=Zn2+;陰極:Zn2++2e-=Zn。2、注意電解質(zhì)溶液的改變會(huì)引起電極正負(fù)的改變在原電池中,一般較活潑金屬作負(fù)極,但當(dāng)電解質(zhì)溶液發(fā)生改變時(shí),較活潑金屬就不一定作負(fù)極了。例6、將銅片和鋁片用導(dǎo)線相連,分別同時(shí)插入稀H2SO4和濃HNO3中,寫出兩池的電極反響式。解析:在稀H2SO4作電解質(zhì)溶液的原電池中,較活潑的鋁被氧化作負(fù)極,銅作正極。其電極反響為:負(fù)極〔Al〕:2Al-6e-=2Al3+;正極〔Cu〕:6H++6e-=3H2↑。在濃HNO3作電解質(zhì)溶液的原電池中,因?yàn)锳l在濃HNO3中鈍化,較不活潑的銅作負(fù)極,其電極反響為:負(fù)極〔Cu〕:Cu-2e-=Cu2+;正極〔Al〕:2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2O。但隨著反響的進(jìn)展,濃HNO3逐漸變稀,正極電極反響又有:NO3-+4H++3e-=NO↑+2H2O。3、注意電解質(zhì)溶液的酸堿性改變會(huì)引起電極反響的改變有些電池假設(shè)改變其電解質(zhì)溶液的酸堿性,雖不會(huì)改變電池的正負(fù)極,但卻改變了電極反響。例7、假設(shè)將例2中的電解質(zhì)KOH溶液改為稀硫酸,其它條件不變,試寫出該電池兩極的電極反響式。解析:該題雖只改變了電解質(zhì)溶液的酸堿性,但總反響式與例2不一樣了,其總反響式為CH4+2O2→CO2+2H2O。這樣,在正極上O2得電子生成的O2-會(huì)與稀硫酸中的H+結(jié)合生成水,而不再生成OH-〔OH-能與H+繼續(xù)反響生成水〕。正極反響式為:2O2+8H++8e-=4H2O,負(fù)極上的反響式那么可用總反響式減去正極反響式〔電子守恒〕得:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+。電極反響式書寫錯(cuò)誤例析不能正確判斷原電池正負(fù)極將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,插入濃HNO3中,形成原電池。錯(cuò)誤:負(fù)極:2Al-6e=2Al3+正極:6H++6e=3H2↑解析:將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,插入濃HNO3,由于Al在濃硝酸中鈍化,不能持續(xù)反響,而Cu卻能與濃HNO3持續(xù)反響,所以Cu為負(fù)極,Al為正極,因此正負(fù)極的判斷應(yīng)根據(jù)氧化復(fù)原反響的實(shí)質(zhì)來確定,誰失去電子,誰做為負(fù)極。正確:負(fù)極:2Cu-4e-=2Cu2+正極:2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O不能正確判斷電極產(chǎn)物例2、將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連,插入稀NaOH溶液中形成原電池。錯(cuò)誤:負(fù)極:2Al-6e-=2Al3+正極:6H++6e-=3H2↑解析:Cu片和Al片用導(dǎo)線相連插入NaOH溶液中,其實(shí)質(zhì)是Al和NaOH溶液反響,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,Al失去電子生成AlO2-,而正極由于H+在堿性條件下不能大量存在,所以得到電子的物質(zhì)是H2O正確:負(fù)極:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正極:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-無視電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反響例3、氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領(lǐng)域,它的電極材料一般為活化電極,具有很強(qiáng)的催化活性。如鉑電極、活性炭電極等,電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液,寫出電極反響式:錯(cuò)誤:負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+2H2O+4e-=4OH-解析:在負(fù)極H2失去電子生成H+,而H+在堿性溶液中與OH-反響,生成H2O,因此應(yīng)把兩個(gè)式子合并為:2H2+4OH--4e-=4H2O正確:負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-無視了電解質(zhì)的狀態(tài)例4、固體氧化物燃料電池是由美國西屋公司研制開發(fā)的,它從固體氧化鋯——氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如下圖,其中多孔電極a、b均不參與電極反響多孔電極多孔電極a.固體電解質(zhì)多孔電極b2c1/2O2(枯燥)H2H2O2e-O2-2e-其電極反響式為_________。錯(cuò)誤:負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+2H2O+4e=4OH-解析:此類燃料電池的電解質(zhì)是固體,并不是水溶液,因此正極電極反響為:O2+4e-=2O2-正確:負(fù)極:2H2+2O2--4e-=2H2正極:O2+4e-=2O2-無視了金屬單質(zhì)與陰、陽離子的放電順序例5、電解醋酸的濃溶液,以Pb做電極,在電解過程中,無沉淀產(chǎn)生,但電解效率逐漸下降,同時(shí)[H+]也隨之降低,隨后溶液不再導(dǎo)電,電解自然停頓。電極反響是_________;電解總反響的方程式為_________;錯(cuò)誤:陽極:4OH—4e-=O2↑+2H2O陰極:2H++2e-=H2↑分析:放電順序:陽極:非惰性電極>OH->CH3COO-陰極:H+放電,Pb2+與CH3COO-結(jié)合生成難電離的(CH3COO)2Pb(1)此題屬于電解的應(yīng)用。用鉛做陽極材料,根據(jù)電解規(guī)律,非惰性電極做陽極時(shí),陽極本身被氧化而溶解,即Pb-2e-=Pb2+,而Pb2+與CH3COO-結(jié)合生成難電離的(CH3COO)2Pb,所以陽極反響為:Pb+2CH3COOH-2e-=(CH3COO)2Pb+2H+,陰極反響為:2H++2e=H2↑(2)電解總反響式為:Pb+2CH3COOH(CH3COO)2Pb+H2↑練習(xí)1:按圖所示進(jìn)展鐵釘被腐蝕的實(shí)驗(yàn),一周后觀察:假設(shè)試管中液面上升,發(fā)生的是_________腐蝕,電極反響:正極_________,負(fù)極_______。假設(shè)試管中液面下降,發(fā)生的是_________腐蝕,電極反響:正極_________,負(fù)極_________。練習(xí)2:將鉑電極插入氫氧化鉀溶液,然后向兩個(gè)電極分別通入甲烷等燃料和氧氣等氧化劑組成的一種電池。由于所發(fā)生的反響類似于甲烷的燃燒,所以稱為燃料電池。根據(jù)兩極上反響實(shí)質(zhì)判斷通入甲烷的一極為電池的____極,這一電極的反響式為_________,該電池放電反響的總反響方程式為_________。練習(xí)3:設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是本世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一,最近有人制造了一種燃料電池,一個(gè)電極通入空氣,另一電極通入汽油蒸氣,電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-,答復(fù)如下問題:以丁烷代表汽油,這個(gè)電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反響的化學(xué)方程式是:_______。這個(gè)電池的正極發(fā)生的反響是:_________,負(fù)極發(fā)生的反響是:_________,固體電解質(zhì)里的O2-的移動(dòng)方向是:_________,向外電路釋放電子的電極是:_________。人們追求燃料電池氧化汽油而不在燃機(jī)里燃燒汽油產(chǎn)生動(dòng)力的主要原因是什么?_________?!?〕汽油燃料電池最大的障礙是氧化不完全產(chǎn)生_________堵塞電極的氣體通道,有人估計(jì),完全防止這種副反響至少還需10年時(shí)間,這正是新一代化學(xué)家的歷史使命。答案:練習(xí)1:〔1〕吸氧腐蝕O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+〔2〕吸氫腐蝕H2+2e-=2H+Fe-2e-=Fe2+練習(xí)2:負(fù)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O練習(xí)3:〔1〕2C4H10+13O2=8CO2+10H2O〔2〕13O2+52e=26O2-2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O由通入空氣的電極移向通入汽油蒸汽的電極負(fù)極〔3〕燃料電池具有較高的能量利用率?!?〕炭粒高中常見原電池電極反響式匯總〔十年高考〕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)選擇適宜的離子,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〕一次電池1、伏打電池:〔負(fù)極—Zn、正極—Cu、電解液—H2SO4〕負(fù)極:Zn–2e-==Zn2+(氧化反響)正極:2H++2e-==H2↑(復(fù)原反響)離子方程式Zn+2H+==H2↑+Zn2+2、鐵碳電池:〔負(fù)極—Fe、正極—C、電解液H2CO3弱酸性)負(fù)極:Fe–2e-==Fe2+(氧化反響)正極:2H++2e-==H2↑(復(fù)原反響)離子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氫腐蝕)3、鐵碳電池:〔負(fù)極—Fe、正極—C、電解液中性或堿性)負(fù)極:2Fe–4e-==2Fe2+(氧化反響)正極:O2+2H2O+4e-==4(復(fù)原反響)化學(xué)方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2(吸氧腐蝕)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O(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、O2)負(fù)極:4Al–12e-==4Al3+(氧化反響)正極:3O2+6H2O+12e-==12(復(fù)原反響)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—C、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)負(fù)極:Zn–2e-==Zn2+(氧化反響)正極:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O(復(fù)原反響)化學(xué)方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、堿性鋅錳干電池:〔負(fù)極—Zn、正極—C、電解液KOH、MnO2的糊狀物〕負(fù)極:Zn+2OH–2e-==Zn(OH)2(氧化反響)正極:2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-〔復(fù)原反響)化學(xué)方程式Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+MnOOH7、銀鋅電池:(負(fù)極—Zn、正極--Ag2O、電解液NaOH)負(fù)極:Zn+2OH––2e-==Zn(OH)2(氧化反響)正極:Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-(復(fù)原反響)化學(xué)方程式Zn+Ag2O+H2O==Zn(OH)2+2Ag8、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:4Al-12e-==4Al3+(氧化反響)正極:3O2+6H2O+12e-==12OH-〔復(fù)原反響)總反響式為:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3〔鉑網(wǎng)增大與氧氣的接觸面〕9、鎂---鋁電池〔負(fù)極--Al、正極--Mg電解液KOH〕負(fù)極(Al):2Al+8OH–-6e-=2AlO2–+4H2O(氧化反響)正極(Mg〕:6H2O+6e-=3H2↑+6OH–〔復(fù)原反響)化學(xué)方程式:2Al+2OH–+2H2O=2AlO2–+3H210、鋰電池一型:〔負(fù)極--金屬鋰、正極--石墨、電解液LiAlCl4-SOCl2〕負(fù)極:8Li-8e-=8Li+(氧化反響)正極:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-〔復(fù)原反響)化學(xué)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(fù)極—Pb正極—PbO2電解液—濃硫酸〕放電時(shí)負(fù)極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 (氧化反響)正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:PbSO4+2H++2e-==Pb+H2SO4 (復(fù)原反響)陽極:PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+H2SO4+2H+(氧化反響)總化學(xué)方程式Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O2、鐵--鎳電池:〔負(fù)極--Fe、正極—NiO2、電解質(zhì)溶液為KOH溶液〕放電時(shí)負(fù)極:Fe-2e—+2OH–==Fe(OH)2(氧化反響)正極:NiO2+2H2O+2e—==Ni(OH)2+2OH–(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:Fe(OH)2+2e—==Fe+2OH–(復(fù)原反響)陽極:Ni(OH)2-2e—+2OH–==NiO2+2H2O(氧化反響)總化學(xué)方程式Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)23、LiFePO4電池〔正極—LiFePO4,負(fù)極—石墨,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)〕放電時(shí)負(fù)極:Li-e—==Li+(氧化反響)正極:FePO4+Li++e—==LiFePO4(復(fù)原反響)充電時(shí):陰極:Li++e—==Li(復(fù)原反響)陽極:LiFePO4-e—==FePO4+Li+(氧化反響)總化學(xué)方程式FePO4+LiLiFePO44、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—+2OH–==Cd(OH)2(氧化反響)正極:2NiOOH+2e—+2H2O==2Ni(OH)2+2OH–(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:Cd(OH)2+2e—==Cd+2OH–(復(fù)原反響)陽極:2Ni(OH)2-2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O(氧化反響)總化學(xué)方程式Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)25、氫--鎳電池:〔負(fù)極-LaNi5儲(chǔ)氫合金、正極—NiOOH、電解質(zhì)KOH+LiOH〕放電時(shí)負(fù)極:LaNi5H6-6e—+6OH–==LaNi5+6H2O(氧化反響)正極:6NiOOH+6e—+6H2O==6Ni(OH)2+6OH–(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–(復(fù)原反響)陽極:6Ni(OH)2-6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O(氧化反響)總化學(xué)方程式LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)26、高鐵電池:〔負(fù)極—Zn、正極---石墨、電解質(zhì)為浸濕固態(tài)堿性物質(zhì)〕放電時(shí)負(fù)極:3Zn-6e-+6OH–==3Zn(OH)2(氧化反響)正極:2FeO42—+6e-+8H2O==2Fe(OH)3+10OH–(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:3Zn(OH)2+6e-==3Zn+6OH–(復(fù)原反響)陽極:2Fe(OH)3-6e-+10OH–==2FeO42—+8H2O(氧化反響)總化學(xué)方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH7、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+復(fù)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+xLi+(氧化反響)正極:Li〔1-x)CoO2+xe-+xLi+==LiCoO2(復(fù)原反響)充電時(shí)陰極:Li(1-x)C6+xLi++xe-=LiC6(復(fù)原反響)陽極:LiCoO2–xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+(氧化反響)總反響方程式Li(1-x)CoO2+LiC6LiCoO2+Li(1-x)C6燃料電池根據(jù)題意表達(dá)書寫常見于燃料電池,由于燃料電池的優(yōu)點(diǎn)較多,成為了近年高考的方向。燃料電池是原電池中一種比擬特殊的電池,它與原電池形成條件有一點(diǎn)相悖,就是不一定兩極是兩根活動(dòng)性不同的電極,也可以用一樣的兩根電極。解決此類問題必須抓住一點(diǎn):燃料電池反響實(shí)際上等同于燃料的燃燒反響,但要特別注意介質(zhì)對(duì)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(fù)極通入H2,正極通入O2,總反響為:2H2+O2===2H2O電極反響特別要注意電解質(zhì),有以下三種情況:1、電解質(zhì)是KOH溶液〔堿性電解質(zhì)〕負(fù)極:H2–2e-+2OH—===2H2O(氧化反響)正極:O2+H2O+4e-===OH—(復(fù)原反響)總反響方程式2H2+O2===2H2O 2、電解質(zhì)是H2SO4溶液〔酸性電解質(zhì)〕負(fù)極:H2–2e-===2H+(氧化反響)正極:O2+4H++4e-===2H2O(復(fù)原反響)總反響方程式2H2+O2===2H2O 3、電解質(zhì)是NaCl溶液〔中性電解質(zhì)〕負(fù)極:H2–2e-===2H+(氧化反響)正極:O2+H2O+4e-===4OH—總反響方程式2H2+O2===2H2O 說明1、堿性溶液反響物、生成物中均無H+2、.水溶液中不能出現(xiàn)O2-3、中性溶液反響物中無H+和OH-—4、酸性溶液反響物、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:3O2+12e-+6H20===12OH-(復(fù)原反響)負(fù)極:2CH3OH–12e-+16OH—===2CO32-+12H2O(氧化反響)總反響方程式2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
2.酸性電解質(zhì)〔鉑為兩極、電解液H2SO4溶液〕正極:3O2+12e--+12H+==6H2O(復(fù)原反響)〔注:乙醇燃料電池與甲醇負(fù)極:2CH3OH–12e-+2H2O==12H++2CO2(氧化反響)燃料電池原理根本相〕總反響式2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O(氧化反響)三、CO燃料電池〔總反響方程式均為: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)狻痴龢O:O2+4e-+2CO2=2CO32--(復(fù)原反響)負(fù)極:2CO+2CO32-–4e-==4CO2
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