高中常见的原电池电极反应式的书写学生doc教师卷资料.docx

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高中常见的原电池电极反应式的书写学生doc教师卷资料

高中常见的原电池电极反应式的书写（教师卷）

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-==4

（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）32Fe（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-==12

（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+2OH－（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+8OH–-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－＝8Li+（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，

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+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

2、铁--镍电池：

（负极--Fe、正极—NiO2、电解质溶液为KOH溶液）

放电时负极：

Fe－2e—+2OH–==Fe（OH）2（氧化反应）

正极：

NiO2+2H2O+2e—==Ni（OH）2+2OH–（还原反应）

充电时阴极：

Fe（OH）2+2e—==Fe+2OH–（还原反应）

阳极：

Ni（OH）2－2e—+2OH–==NiO2+2H2O（氧化反应）

总化学方程式Fe+NiO2+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—+2OH–==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—==Cd+2OH–（还原反应）

阳极：

2Ni（OH）2－2e—+2OH–==2NiOOH+2H2O（氧化反应）

总化学方程式Cd+2NiOOH+2H2O

Cd（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：

LaNi5H6－6e—+6OH–==LaNi5+6H2O（氧化反应）

正极：

6NiOOH+6e—+6H2O==6Ni（OH）2+6OH–（还原反应）

充电时阴极：

LaNi5+6e—+6H2O==LaNi5H6+6OH–（还原反应）

阳极：

6Ni（OH）2－6e—+6OH–==6NiOOH+6H2O（氧化反应）

总化学方程式LaNi5H6+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==2Fe（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+8H2O

3Zn（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

燃料电池

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-+6H20===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）

总反应方程式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

原电池针对性练习

1.下列各项正确的是（）

电极反应式

出现环境

A

H2-2e-=2H+

碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应

B

4OH--4e-=O2↑+2H2O

中性环境下钢铁的吸氧腐蚀

C

2H++2e-=H2↑

用Cu作电极电解NaOH溶液的阴极反应

D

H2-2e-=2H+

用惰性电极电解H2SO4的阳极反应

A．AB．BC．CD．D

【答案】1.分析：

A．氢氧燃料碱性电池中，负极上生成水；

B．中性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀；

C．铜作电极电解氢氧化钠溶液时，开始阴极上氢离子放电；

D．用惰性电解稀硫酸时阳极上氧气离子放电．

解答：

解：

A．氢氧燃料碱性电池中，负极上生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故A错误；

B．中性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；

C．铜作电极电解氢氧化钠溶液时，开始阴极上氢离子放电，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故C正确；

D．用惰性电解稀硫酸时阳极上氧离子放电，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故D错误；故选C．

2.下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（）

A．钢铁腐蚀时可能发生的正极反应为：

4OH-+4e-═2H2O+O2↑

B．明砚水解反应的离子方程式：

Al3++3H2O═Al（OH）3+3H+

C．氯化铵浓溶液与氢氧化钠溶液混合的离子方程式为：

NH4++OH-═NH3↑+H2O

D．氯化铝溶液中加入过量氨水的离子方程式：

Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O

【答案】2.分析：

A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，发生析氢腐蚀时，正极上氢离子得电子发生还原反应；

B．盐类水解反应存在水解平衡，要用可逆号；C．氯化铵和氢氧化钠浓溶液混合时反应生成氨气；D．氢氧化铝能溶于强碱但不能溶于弱碱．

解答：

解：

A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：

2H2O+O2+4e-=4OH-，发生析氢腐蚀时，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：

4H++4e-=2H2↑，故A错误；

B．盐类水解反应存在水解平衡，要用可逆号，所以明矾水解方程式为：

Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，故B错误；

C．氯化铵和氢氧化钠浓溶液混合时反应生成氨气，反应方程式为：

NH4++OH-═NH3↑+H2O，故C正确；

D．氢氧化铝能溶于强碱但不能溶于弱碱，所以氯化铝和氨水反应方程式为：

Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3+3NH4+，故D错误；故选C．

3.钢铁发生吸氧腐蚀的时候，发生还原反应的电极方程式是（）

A．Fe-2e-═Fe2+B．2H++2e-═H2↑

C．4OH--4e-═2H2O+O2↑D．2H2O+O2+4e-═4OH-

【答案】3.分析：

钢铁在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，铁易失电子而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应．

解答：

解：

钢铁在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-，故选D．

4.镍铬（ NiCd）可充电电池的电解质溶液为KOH溶液，它的充、放电反应按下式进行：

Cd+2NiOOH+2H2O 

  Cd（OH）2+2Ni（OH）2；已知Ni（OH）2、Cd（OH）2和NiOOH都不溶于KOH溶液．则下列有关电极反应式正确的是（）

A．放电时负极：

Cd-2e-═Cd2+B．放电时正极：

2NiOOH+2e-+2H2O═2Ni（OH）2+2OH-

C．充电时阳极：

2Ni（OH）2-2e-+4H+═2Ni3++4H2O

D．充电时阴极：

Cd（OH）2+2e-═Cd+2OH-

【答案】4.分析：

当该电池放电时为原电池，负极上铬失电子发生氧化反应，正极上NiOOH得电子发生还原反应；当该电池充电时为电解池，阳极上Ni（OH）2失电子发生氧化反应，阴极上Cd（OH）2得电子发生还原反应，据此分析解答．解答：

解：

A．放电时负极上发生的电极反应式为：

Cd-2e-+2OH-=Cd（OH）2，故A错误；

B．放电时正极上发生的电极反应式为：

2NiOOH+2e-+2H2O═2Ni（OH）2+2OH-，故B正确；

C．充电时阳极上发生的电极反应式为：

2Ni（OH）2+2OH--2e-→2NiOOH+2H2O，故C错误；

D．充电时阴极上发生的电极反应式为：

Cd（OH）2+2e-═Cd+2OH-，故D正确；故选BD．

5.汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的反应如下：

Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）

2PbSO4（s）+2H2O（l），根据此反应判断下列叙述中正确的是（）

A．PbO2是电池的负极B．负极的电极反应式为：

Pb（s）+SO42－（aq）–2e–=PbSO4（s）

C．铅蓄电池属于一次电池D．电池放电时，溶液酸性增强

【答案】5.B【解析】试题分析：

A.在放电时PbO2是电池的正极，错误；B.负极的电极反应式为：

Pb（s）+SO42－（aq）–2e–=PbSO4（s），正确；C.铅蓄电池属于可充电电池，是二次电池，错误；D.电池放电时，由于不断消耗硫酸，所以溶液酸性减弱，错误。

6.电子表所用的某种纽扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH．其电极反应式为：

Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，下列叙述正确的是（）

A．负极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-B．负极材料是ZnO，正极材料是Ag2O

C．电流方向是由Zn到Ag2OD．电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag

【答案】6.分析：

根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，则正极为Ag2O，原电池中电流从正极流向负极，根据电极反应式可得电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag．

解答：

解：

A、由电极反应式可知，Zn的化合价由0价升高到+2价，被氧化，为原电池的负极，电极反应为Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-，故A错误；

B、Zn被氧化，应为原电池的负极，Ag2O被还原，应为原电池的正极，故B错误；

C、原电池中电流从正极流向负极，即从Ag2O到Zn，故C错误；

D、根据电极反应式可得电池总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，故D正确．故选D．

7.人造地球卫星用的一种高能电池——银锌电池，该电池的电极反应式为：

Zn＋2OH-－2e-=ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-，据此判断氧化银是（）

A．负极，并被氧化B．正极，并被还原C．负极，并被还原D．正极，并被氧化

【答案】7.B【解析】试题分析：

由银锌电池的工作原理可知：

Zn作负极，发生氧化反应，被氧化；氧化银作正极，发生还原反应，被还原。

故选项是B。

8.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确的是（　　）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

【答案】8.C【解析】试题分析：

A．电池的电解液为碱性溶液，氧化性物质Ni2O3为正极、活泼金属Fe为负极，正确；B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2，正确；C．电池充电过程中，原电池是负极变为阴极，Fe（OH）2+2e－===Fe＋2OH－，附近溶液的pH升高，故原说法错误；D．电池充电时，阳极反应是原电池的正极反应的逆反应，故为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，正确。

9.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．

（1）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，则甲、乙两种装置中属于原电池的是______，甲装置中铜片上的现象是______．

（2）利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”可以设计一个化学电池，若正极材料用石墨碳棒，则该电池的负极材料是______，电解质溶液是______．

（3）据报道，最近摩托罗拉公司研制了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍．已知该电池的总反应为：

2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，则该燃料电池的正极上的电极反应式为______，当外电路通过1.2mol e-时，理论上消耗甲醇______g．

【答案】

9.分析：

（1）原电池的构成条件：

活泼型不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路；原电池的正极上的现象是冒气泡或者析出金属；

（2）氧化还原反应中，失电子的极是负极，电解质溶液根据氧化还原反应来确定；

（3）燃料电池中，正极上发生的反应是氧气得电子的过程，根据电子守恒可以计算甲醇的量．解答：

解：

（1）甲装置符合原电池的构成条件，乙装置没有闭合回路，将纯锌片和纯铜片插入稀硫酸中，铜片是正极，该极上是氢离子得电子的反应，会有无色无味的气体产生，故答案为：

甲；有无色无味的气体产生；

（2）自发的氧化还原反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，Cu失电子，做负极，可溶性的银盐即AgNO3溶液作电解质，故答案为：

Cu；AgNO3溶液；

（3）燃料电池中，正极上发生的反应是氧气得电子的过程，在碱性环境下的电极反应为：

O2+4e-+2H2O═4OH-，电池反应2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O中转移的电子为12mol，消耗甲醇2mol，当外电路通过1.2mole-时，消耗甲醇0.2mol，即6.4g，故答案为：

O2+4e