高中常见的原电池电极方程式.docx
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高中常见的原电池电极方程式
高中常见的原电池电极方程式！
电极方程式书写过程归纳：
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）
01
一次电池
1、伏打电池：
（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4）
负极：
Zn–2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：
2H++2e-=H2↑ （还原反应）
离子方程式 Zn+2H+ = H2↑+Zn2+
2、铁碳电池：
（负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性）
负极：
Fe–2e-=Fe2+ （氧化反应）
正极：
2H++2e-=H2↑ （还原反应）
离子方程式 Fe+2H+=H2↑+Fe2+ （析氢腐蚀）
3、铁碳电池：
（负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性）
负极：
2Fe–4e-=2Fe2+ （氧化反应）
正极：
O2+2H2O+4e-=4OH- （还原反应）
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 +3H2O （铁锈的生成过程）
4.铝镍电池：
（负极—Al、正极—Ni 电解液 NaCl溶液、O2）
负极：
4Al–12e-=4Al3+ （氧化反应）
正极：
3O2+6H2O+12e-=12OH-（还原反应）
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—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物）
负极：
Zn–2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：
2MnO2+2H++2e-=Mn2O3+H2O （还原反应）
化学方程式：
Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑
6、碱性锌锰干电池：
（负极—Zn、正极—C、 电解液KOH 、MnO2的糊状物）
负极：
Zn+2OH– 2e-= Zn（OH）2 （氧化反应）
正极：
2MnO2 +2H2O+ 2e-=2MnOOH+2OH- （还原反应）
化学方程式：
Zn+2MnO2 +2H2O = Zn（OH）2 + MnOOH
7、银锌电池：
（负极—Zn、正极—Ag2O、电解液NaOH）
负极 ：
Zn+2OH––2e-= Zn（OH）2 （氧化反应）
正极 ：
Ag2O+H2O+2e-= 2Ag+2 OH- （还原反应）
化学方程式：
Zn+Ag2O+H2O = Zn（OH）2 +2Ag
8、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：
4Al–12e-=4Al3+ （氧化反应）
正极：
3O2+6H2O+12e-=12OH- （还原反应）
总反应式为：
4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3 （铂网增大与氧气的接触面）
9、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）
化学方程式：
2Al+2OH– +2H2O ＝ 2AlO2–+3H2
10、锂电池一型：
（负极—金属锂、正极—石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2）
负极 ：
8Li －8e-＝8 Li + （氧化反应）
正极 ：
3SOCl2＋8e-＝SO32-＋2S＋6Cl- （还原反应）
化学方程式：
8Li＋ 3SOCl2 = Li2SO3 ＋ 6LiCl ＋ 2S，
02
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：
Pb－2e-＋SO42-=PbSO4 （氧化反应）
正极：
PbO2＋2e-＋4H＋＋SO42-=PbSO4＋2H2O （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）
总化学方程式 Pb＋PbO2 +2H2SO42PbSO4+2H2O
2、铁--镍电池：
（负极— Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液）
放电时
负极：
Fe－2e-+2 OH– = Fe（OH）2 （氧化反应）
正极：
NiO2 +2H2O+ 2e-= Ni（OH）2 + 2 OH– （还原反应）
充电时
阴极：
Fe（OH）2 + 2e-= Fe +2 OH– （还原反应）
阳极：
Ni（OH）2 －2e-+2 OH– = NiO 2 +2H2O （氧化反应）
总化学方程式 Fe+ NiO 2+2H2O Fe（OH）2 +Ni（OH）2
3、LiFePO4电池（正极—LiFePO4，负极—石墨，含Li+导电固体为电解质）
放电时
负极：
Li － e-=Li + （氧化反应）
正极：
FePO4 +Li+ +e-= LiFePO4 （还原反应）
充电时：
阴极：
Li+ +e-= Li （还原反应）
阳极：
LiFePO4－e-= FePO4 +Li+ （氧化反应）
总化学方程式 FePO4 +Li LiFePO4
4、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）
正极：
2NiOOH+ 2e- +2H2O = 2Ni（OH）2+2OH– （还原反应）
充电时
阴极：
Cd（OH）2 + 2e-= Cd +2 OH- （还原反应）
阳极：
2Ni（OH）2 －2e-+2 OH– = 2NiOOH+2H2O （氧化反应）
总化学方程式 Cd+2NiOOH+2H2OCd（OH）2 +2Ni（OH）2
5、氢--镍电池：
（负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH）
放电时
负极：
LaNi5H 6－6e-+6OH–= LaNi5 +6H2O （氧化反应）
正极：
6NiOOH +6e-+6H2O =6 Ni（OH）2 +6OH– （还原反应）
充电时
阴极：
LaNi5 +6e-+6H2O= LaNi5H 6+6OH– （还原反应）
阳极：
6 Ni（OH）2 －6e-+6OH–= 6NiOOH +6H2O （氧化反应）
总化学方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 +6Ni（OH）2
6、高铁电池：
（负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）
放电时
负极：
3Zn －6e- +6OH–= 3Zn（OH）2 （氧化反应）
正极：
2FeO42— +6e-+8H2O =2 Fe（OH）3 +10OH– （还原反应）
充电时
阴极：
3Zn（OH）2 +6e-=3Zn+6OH– （还原反应）
阳极：
2Fe（OH）3 －6e-+10OH–=2FeO42—+8H2O （氧化反应）
总化学方程式 3Zn+2K2FeO4 +8H2O3Zn（OH）2 +2Fe（OH）3 +4KOH
7、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 + xLi+ （氧化反应）
正极：
Li（1-x）CoO2 + xe- + xLi+ = LiCoO2 （还原反应）
充电时
阴极：
Li（1-x）C6 + xLi+ + xe- ＝LiC6 （还原反应）
阳极：
LiCoO2 –xe- ＝ Li（1-x）CoO2 + xLi+ （氧化反应）
总反应方程式 Li（1-x）CoO2 +LiC6 LiCoO2 + Li（1-x）C6
03
燃料电池
根据题意叙述书写常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方向。
燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。
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。
一、氢氧燃料电池
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：
H2 –2e- +2OH- = 2H2O （氧化反应）
正极：
O2 +H2O+4e- = OH-（还原反应）
总反应方程式 2H2 +O2 = 2H2O
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）
总反应方程式 2H2 +O2 = 2H2O
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-
总反应方程式 2H2 +O2 = 2H2O
说明:
1、碱性溶液反应物、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：
3O2 +12e- +6H2O= 12OH- （还原反应）
负极：
2CH3OH– 12e- + 16OH— = 2CO32- +12H2O （氧化反应）
总反应方程式 2CH3OH+3O2 +4KOH = 2K2CO3 +6H2O
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）
总反应式 2CH3OH+3O2 = 2CO2 +4H2O （氧化反应）
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：
O2 ＋ 4e- ＋ 2CO2 ＝ 2CO32-- （还原反应）
负极：
2CO＋2CO32- –4e- =4CO2 （氧化反应）
2、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）
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）
总反应方程式 N2H4 +O2= N2 + 2H2O
五、甲烷燃料电池
1．碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
正极：
2O2 +2H2O+8e- = 8OH- （还原反应）
负极：
CH4 +10OH--8e- = CO32- +7H2O （氧化反应）
反应方程式 CH4 +2KOH+2O2 = K2CO3 +3H2O
2、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）
正极：
2O2 +8e- +8H+ = 4H2O （还原反应）
负极：
CH4 -8e- +2H2O = 8H+ +CO2 （氧化反应）
总反应方程式 CH4 +2O2 = CO2 +2H2O
六、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 -20e-+10CO32- = 3CO2 +4H2O （氧化反应）
总反应方程式 C3H8 +5O2 = 3CO2 +4H2O
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 +20H+ （氧化反应）
总反应方程式 C3H8 +5O2 = 3CO2 +4H2O
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-+ 26OH- = 3CO32- +17H2O （氧化反应）
总反应方程式 C3H8 +5O2 +6KOH = 3K2CO3 +7H2O
七、乙烷燃料电池 （铂为两极、电解液KOH溶液）
正极 ：
7O2 +28e- +14H2O = 28OH- （还原反应）
负极 ：
2C2H6 -28e-+ 36OH- = 4CO32- + 24H2O （氧化反应）
总反应方程式 2C2H6 +7O2 +8KOH = 4K2CO3 +10H2O
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