原电池电极反应式配平方法
各类原电池与电极反应式汇总
各类原电池与电极反应式汇总原电池中电极反应式的书写电极反应式的书写⼀直以来都是学⽣学习的⼀⼤难点，如何正确书写原电池的电极反应式呢？现总结如下：在书写电极反应式之前，必须先了解原电池的类型，⼤致分为三种：(1)负极参与反应，⽽正极不参与反应，如常见的铜锌原电池；(2)负极、正极均参与反应，如可充电电池铅蓄电池在放电时的过程；(3)负极、正极均不参加反应，如燃料电池。
在书写时⾸先要判断属于何种类型的电池。
⼀般第⼀种原电池负极为较活泼⾦属，正极为较不活泼⾦属（注意结合电解质溶液）或⽯墨，负极和电解质溶液能发⽣⾃发的氧化还原反应。
例：铜锌原电池，应先书写⾃发的氧化还原反应，即总化学⽅程式电池反应：Zn+2H +=Zn 2++H 2↑；然后利⽤负极发⽣氧化反应，正极发⽣还原反应：负极：Zn-Ze -=Zn 2+ 正极：2H ++2e -=H 2↑再对于较复杂的镁铝氢氧化钠溶液组成的电池。
写出总离⼦⽅程式：2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑⾸先看负极部分：2Al-6e -→2AlO 2-，可看作Al-3e -=Al 3+； Al 3+再与OH -反应⽣成AlO 2-，即Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O ，故综合可得负极反应式为：2Al-6e -+8OH -=2AlO 2-+4H 2O再由总式-负极反应式得出正极反应式:6H 2O+6e -=6OH -+3H 2↑[练习]书写Cu 、Fe 与浓HNO 3形成原电池的总反应及电极反应式。
答：总:Cu+4H ++2NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O负极:Cu-2e -=Cu 2+ 正极:4H ++2NO 3-+3e -=2NO 2↑+2H 2O对于第⼆种题型可充电电池⼀般题⽬会直接告诉总化学⽅程式,⾸先明确放电时是原电池,再利⽤负极发⽣氧化反应,正极发⽣还原反应,列出正、负极发⽣的反应物及产物，然后利⽤电荷守恒、原⼦守恒，补充与电解质有关的离⼦或者物质，写出负极和正极反应⽅程式。
原电池和氧化还原反应
电池的电动势和 r Gm 的关系
( r Gm )T , p zEF
rG m zE F
式中，z是电池的氧化还原反应式中传递的电子数， F是法拉第常数，即1mol电子所带的电量，其值为 96485C· mol 。这是联系热力学和电化学的重要公 式。
-1
原电池反应的标准平衡常数
表示电极电势的能斯特方程
(r Gm )T , p r G (T ) RT ln (aB )T , p
m B
B
zEF zE F RT ln (aB )T , p
B
B
RT B EE ln (aB )T , p zF B
0.059V B EE lg (aB ) T, p z B
罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。
氧化还原氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式； 2. 找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化 ；
3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H 2SO 4 =2MnSO 4 +5Cl2 +K 2SO 4 +5Na 2SO 4 +8H 2 O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。
1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）；
• 氟在化合物中的氧化数为-1。
氧化还原的基本概念——氧化数
例： K2Cr2O7 Fe3O4 Na2S2O3 Cr ----- +6 Fe ----- +8/3 S ------ +2
陌生类氧化还原反应离子方程式的书写
一、陌生氧化还原反应方程式的书写方法1．“四步法”书写陌生氧化还原反应方程式第一步：根据元素化合价的升降判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物”写出方程式，根据得失电子守恒配平上述四种物质。
注意：不属于“氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物”的物质这一步暂不写在方程式中。
第三步：根据电荷守恒或反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
第四步：根据质量守恒配平反应方程式。
例:实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl：用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩溶液，结晶得到深紫色的针状KMnO4晶体。
请回答：(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是；(2)KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是。
解析：(1)第一步，Mn元素由MnO2中的＋4价升高到K2MnO4中的＋6价，故MnO2是还原剂，K2MnO4是氧化产物。
Cl元素由KClO3中的＋5价降低到KCl中的－1价，故KClO3是氧化剂，KCl是还原产物。
第二步，按“氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物”把化学方程式初步写为：KClO3＋3MnO2 KCl＋3K2MnO4。
由于Cl元素降6价，Mn元素升2价，所以MnO2、K2MnO4的化学计量数均为3。
第三步，由于反应是在碱性条件下进行，且第一步写出的方程式中右边钾元素物质的量多于左边钾元素的物质的量，故在方程式左边反应物中补充KOH，右边生成物中补充H2O：KClO3＋3MnO2＋KOHKCl＋3K2MnO4＋H2O。
第四步，根据K元素守恒，在KOH前面配6；根据H元素守恒在H2O 前面配3。
两边的O元素相等，说明方程式已配平：3MnO2＋6KOH＋KClO3 3K2MnO4＋KCl＋3H2O。
原电池电极反应式的书写
4、以甲烷和氧气组成的燃 料电池，以KOH为电解质， 负极反应式： CH4+10OH－+8e－==CO32－+7H2O ； 正极反应式： O2 +2H2O+4e－===4OH－ ； 总反应式： CH4 + 2KOH + 2O2 === K2CO3 + 3H2O ；
具体书写方法：
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物 能和电解质反应则总反应为加合后的反应。如氢 氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O；甲烷燃料 电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为： CH4+2O2=CO2+2H2O ① CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O ② ①式+②式得燃料电池总反应为： CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的 物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应 有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e- =2H2O （2）碱性电解质溶液环境下电极反应式： O2+2H2O+4e-=4OH（3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式： O2+4e- =2O2（4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式： O2+2CO2+4e－＝2CO32-。
电极反应式的书写方法
电解池的设计
电解池的组成
电解池由电源、电极、电解质溶 液和外电路组成，电极材料和电 解质溶液的选择对电解效果有重
要影响。
书写电极反应式
根据电解原理，确定阴阳极的氧化 还原物质，写出电极反应式，并注 意电子转移数和电荷守恒。
判断阴阳极
根据电解原理中氧化还原反应的方 向，判断阴阳极，阳极发生氧化反 应，阴极发生还原反应。
利用总反应式书写电极反应式
总结词
根据总反应式中各物质在电极上的转化关系，写总反应式中各物质在电极上的转化关系，写出相应的电极反应式。例如， 在碱性条件下，氢气和氧气发生电化学反应生成水，总反应式为：2H2 + O2 + 4OH- → 4H2O，根据转 化关系可以写出阳极反应式：4OH- - 4e- → 2H2O + O2。
利用离子方程式书写电极反应式
总结词
将离子方程式中的离子转化为相应的电极反应式。
详细描述
在书写电极反应式时，可以根据离子方程式的书写规则，将离子方程式中的离子转化为 相应的电极反应式。例如，在酸性条件下，铁离子和氢氧根离子发生电化学反应生成亚 铁离子和水，离子方程式为：Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3，可以写出相应的电极反应式：
总反应式为
03
$2NaCl + 2H_{2}O = 2NaOH + Cl_{2} uparrow + H_{2}
uparrow$。
氢氧燃料电池
01
正极发生还原反应，电极反应式为
$O_{2} + 4e^{-} + 4H^{+} = 2H_{2}O$。
02
负极发生氧化反应，电极反应式为
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
配平氧化还原方程式的方法
配平氧化还原方程式的方法有多种，常用的方法包括化合价升降法、奇数偶配法、整体配平法、零价法和平均化合价法等。
1. 化合价升降法：通过分析反应中各元素的化合价变化，确定氧化剂和还原剂的化学计量数，使得化合价升高的总和等于化合价降低的总和。
2. 奇数偶配法：适用于反应物或生成物中有单质参与的反应，通常先配平单质一侧的元素，再根据需要调整其他物质的系数。
3. 整体配平法：当反应中某一侧的化合物比较复杂时，可以将它们作为一个整体来考虑，先配平简单的一侧，然后再配平整体。
4. 零价法：特别适用于含有单质的反应，将所有元素的化合价都看作是从零开始变化，从而简化配平过程。
5. 平均化合价法：在处理变价元素的平均化合价时，可以先计算出变价元素的平均化合价，然后根据平均化合价来配平方程式。
6. 待定系数法：基于原子个数守恒的原则，设定某些反应物的系数为未知数，然后通过解方程组来确定这些未知数的值。
7. 1·x法：这是一种较为现代的配平方法，通过设置一个未知数x，然后根据氧化还原反应中的电子转移数目来求解x的值，最终得到所有反应物和生成物的系数。
8. 原电池配平法：这种方法适用于电化学方程式的配平，通过考虑电极反应中的电子转移来配平方程式。
在实际操作中，可能需要根据具体的氧化还原反应选择合适的配平方法。
有时候，
一个反应可能需要使用多种方法结合来完成配平。
此外，配平时还应遵循原子守恒的原则，确保反应物和生成物两边的原子种类和数量相同。
41原电池和电极电势
(2) 凡是两相界面，均用“│” 表示，连接两种溶液的盐 桥用“‖”或“┇┇”表示。
(3) 气体或溶液中同种金属不同价态离子不能直接构成电 极，必须依附在石墨或惰性金属（如Pt）做成的极板 上。此时，应注明惰性金属的种类。 例如： H+(c)│ H2(p2) │ Pt
例题
已知某原电池电动势为0.65V，电池反应为 Hg22+(aq) + H2(g) = 2Hg(l) + 2H+(aq)，试问：生成0.5molH2时，电池 所作的最大电功是多少?
答案： 因为 Wmax = -nFE 可以从半电池反应式中得到n 的数值
负极反应：H2(g) = 2H+(aq) + 2e 正极反应：Hg22+(aq) + 2e = 2Hg(l) 因为 n = 2 生成1molH2时， Wmax = -2FE 生成0.5molH2时，Wmax = -0.5×2FE
中性→反应物中只能加水， +H2O → 生成物中可出现 H+ 、 OH-
+H2O →
2.氧化还原电对
同一元素化合价不同的物质，可以构成电对，用符号 “氧化态/还原态”表示。
例如：锌电对： Zn2+/Zn
氢电对： H+/H2 锰电对：MnO4-/Mn2+ (不能写为Mn7+/ Mn2+ )
思考题
试写出下列反应的氧化还原电对
第四章 电化学 金属腐蚀
4.1原电池和电极电势
4.1.1 原电池 1 原电池的组成和电极反应 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+ Cu(s) ΔG θ(298.15K)=-212.55kJ·mol-1
原电池电极反应式的书写 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
C
Fe
CuSO4
Fe ＋ Cu2+＝Fe2＋＋ Cu 负极(铁)：Fe －2e － = Fe2+ 正极(石墨)：Cu2++2e－=Cu
Cu
Ag
AgNO3
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag 负极(铜)：Cu - 2e- = Cu2+ 正极(银)：2Ag+ + 2e- = 2Ag
Mg AlCu FeFra bibliotekAl Cu
Fe Cu
H2SO4
NaOH
浓HNO3
稀HNO3
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归纳
化学电源中电极反应书写的思维模板
①总反应式： 四步法配平离子方程式
陌生的化学电源总反应式会给出。
②负极反应式： （—）还原剂 — ne- = 氧化产物
③正极反应式：
（+）氧化剂 + ne- = 还原产物
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(＋) Mg
一步： Al
＝AlO2-
二步： Al－3e－
＝AlO2-
三步： Al－3e－ +4OH-
＝AlO2-
×2 四步： Al +4OH- －3e－ ＝AlO2- + 2H2O ×3 正 极： 2H2O ＋2e－ ＝2OH—＋ H2↑
A
Al (－)
NaOH溶液
总反应： 2Al + 2H2O + 2 OH－ = 2AlO2－ + 3H2↑
水果电池中，水果的作用是什么？
超级柠檬电池
电极材料 铁片、铜片
水果 苹果
铁片、镁条
苹果
原电池电极反应配平方法
原电池电极反应配平方法：1.相减法（正极反应+负极反应=总反应）：通过写出总反应和已知的电极反应，之后使电极反应的电荷数与总反应相同，最后相减可得到另一极的反应式。
总反应：4NH3+O2=2N2H4=2H20 转移电荷数为4e已知电极反应：正极O2+4e+2H2O=4OH-转移电荷数为4e相减得到负极反应式：4NH3-4e-2H2O=2N2H4+2H2O-4OH-移向即可4NH3-4e+4OH-=2N2H4+4H2O注意：1.已知电极反应的电荷数要和总反应相同。
2.相减时候注意不要出错。
2.酸碱配平法：（1）分清溶液酸碱性：在酸性溶液中氢离子要参加反应，所以未配平的电极反应式中缺少氢离子；同样，碱性溶液中氢氧根参加反应，未配平的反应式中缺少氢氧根。
（2）配平氢，氧以外的元素，写对电荷数。
（3）酸性溶液中，方程式缺少氢离子的一边，每缺一个氢离子，就加一个氢离子；多出氧原子的一边，每多一个氧原子，加两个氢离子，然后再在方程式另一边补一个水。
在碱性溶液中，方程式缺少氧原子的一边，每缺一个氧原子，加两个氢氧根，然后再在方程另一边补一个水；多出氢原子的一边，每多一个氢原子，加一个氢氧根，然后再在方程式对面补一个水。
具体操作方法如下：例1、已知反应物为NH3和O2，产物为N2H4和H2O，电解质溶液为KOH。
正极：O2+4e+2H2O=4OH-（基本方程，无需配平）负极：（1）4NH3-4e=2N2H4（步骤二，配平电荷和氢氧以外的元素）（2）碱性环境下，只有两个条件，缺氧和多氢。
方程式中没有氧原子，那我们就来找缺氢。
从右往左看左边多出4个氢原子，根据规则左边加上四个氢氧根，得到4OH-+4NH3-4e=2N2H4。
然后再在方程式右边，补上四个水，就配平了4NH3-4e+4OH-=2N2H4+4H2O例2、已知反应物为CH3COOH和O2，写出以下环境中的负极反应式（1）电解质溶液为酸性（2）电解质溶液为碱性酸性环境下：（1）负极：CH3COOH-8e=2CO2（已知氢氧化合价得出乙酸中碳为零价）（2）酸性环境下条件为缺氢和多氧（其实理解成，氢离子要参加反应，所以现在未配平的方程式中缺少氢，而缺氢的另一种说法就是多氧）。
原电池电极反应式的书写
原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写是近几年高考的重点，也是难点，出题形式常常给出信息让考生书写一些不常见的电极反应式，给学生的学、老师的教都增加了一定的难度。
所以在学习或复习这一部分知识时，一定不要死记硬背一些原电池的电极反应式。
正确的教法是先让学生真正弄明白电极反应式的书写规则，正确的学法是先理解透电极反应式的书写原则、再掌握好电极反应式的书写方法、最后通过练习来融会贯通书写技巧。
现通过实例来谈谈有关电极反应式的书写方法与技巧：一、原电池电极反应式的书写原则1.共存原则物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，因此电极反应式的书写必须考虑介质环境。
负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存，若不能共存，则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。
碱性介质中不可能有CO2存在，也不可能有大量H+存在并参加反应；酸性介质中不可能有大量OH-存在并参加反应。
2.中性吸氧成碱性原则在中性介质中，金属通过吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最终产物一定是碱。
因此当正极上的反应物质为O2时（吸氧腐蚀），要注意电解质溶液的性质。
3.介质参加反应原则原电池电极反应式的书写时，一般都有介质电离出的有关离子参与到电极正极或负极所发生的电极反应中。
例如，在碱性或中性介质中，得“O”时，在反应式中要加上H2O或OH-；在酸性介质中，失“O”时，在反应式中要要加上H2O或H+。
二、原电池电极反应式的书写方法一般来说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式，可根据氧化还原反应的规律（原子失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；原子得电子，元素化合价降低，发生还原反应）将原电池分成两个半电池(即拆分法)，然后按照“电子守恒→电荷守恒→原子守恒”顺序进行书写。
当然，如果知道一个复杂原电池的总反应方程式和其中的一个电极反应式，采用相减方式也可写出另一个电极反应式（即加减法）。
高一化学氧化还原反应配平
氧化还原反应方程式的配平在高中化学阶段既是重点又是难点，因此学好这一部分知识十分重要。
一、配平原则(1)电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数(2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等二、配平步骤(1)标变价：标明反应前后变价元素的化合价(2)列得失：列出化合价的变化值(3)求总数：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等(4)配系数：确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，用观察法配平其他物质的化学计量数(5)查守恒：检查质量与电荷、电子是否分别守恒三、配平技巧(1)逆向配平法：若氧化剂（或还原剂）中某元素化合价只有部分改变，或某物质自身发生氧化还原反应（歧化反应），可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）。
此处我们使用P4和CuSO4的反应作为例子：该反应的氧化剂是P4、CuSO4，还原剂是P4，以反应物作基准求得失电子数比较困难，但是氧化产物只有H3PO4、还原产物只有Cu3P，所以以H3PO4和Cu3P作基准物容易求得失电子数。
Cu3P中Cu为﹢1价，P为﹣3价，由P4、CuSO4生成Cu3P，化合价总的降低6；由P4生成H3PO4，化合价升高5，则Cu3P与H3PO4的化学计量数之比为5∶6，再根据原子守恒配平，该反应方程式为：因此各物质前的系数需再乘以4，最终结果为：(2)双向配平法：当遇到一种物质中的变价元素未完全发生变价时，可以进行双向配平。
此处我们使用Cu2S和HNO3的反应作为例子：Cu2S中Cu为﹢1价，S为﹣2价，生成物中Cu为﹢2价，S为﹢6价，化合价总的升高10；由HNO3生成NO，化合价降低3。
因HNO3中N元素未全部得电子，以Cu2S和HNO3为基准求得的系数不是最终的系数，此时应以Cu2S与NO为基准，则Cu2S与NO的化学计量数之比为3∶10，再根据原子守恒配平，该反应方程式为(3)巧令化合价法：无法用常规方法确定物质中各元素的化合价时，先令其均为零价或其他常见的化合价(总的化合价之和为微粒所带电荷数)，然后根据化合价升降配平。
高考化学复习专题02氧化还原反应-高考化学备考学易黄金易错点
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作1．根据下列事实，判断离子的氧化性顺序为( )①A＋B2＋===A2＋＋B②D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋A．E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋B．D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋C．A2＋＞B2＋＞D2＋＞E2＋D．D2＋＞B2＋＞A2＋＞E2＋2．SO2与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO2－4＋2Fe2＋＋4H＋①，Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ②。
下列有关说法正确的是( )A．还原性：Cr3＋＞SO2B．氧化性：Cr2O2－7＞SO2＞Fe3＋C．Cr2O2－7能将Na2SO3氧化成Na2SO4D．两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂3．某含铬(Cr2O2－7)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。
该沉淀经干燥后得到n mol FeO·Fe y Cr x O3。
不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是( )A．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2－x) molB ．处理废水中Cr 2O 2－7的物质的量为nx2 molC ．反应中发生转移的电子数为3nx molD ．在FeO·Fe y Cr x O 3中，3x ＝y4．已知还原性：Fe 2＋＞Br －＞Cl －，在FeCl 2、FeBr 2的混合溶液中，Cl －、Br －两种离子的物质的量之比为1∶2，向该溶液中通入一定量的氯气，使溶液中Cl －与Br －的个数之比为8∶1，则通入氯气的物质的量与溶液中Fe 3＋的物质的量之比为( ) A ．1∶1 B ．2∶1 C ．4∶3D ．2∶35．若(NH 4)2SO 4在强热时分解的产物是SO 2、N 2、NH 3和H 2O ，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N 原子数之比为( ) A ．1∶4 B ．1∶2 C ．2∶1D ．4∶16．向含有1 mol FeCl 2的溶液中通入0.2 mol Cl 2，再加入含0.1 mol X 2O 2－7的酸性溶液，使溶液中Fe2＋恰好全部被氧化，并使X 2O 2－7还原为X n ＋，则n 值为( )A ．2B ．3C ．4D ．57．若（NH 4）2SO 4在强热时分解的产物是SO 2、N 2、NH 3和H 2O 则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N 原子数之比为A ．1:4B ．1:2C ．2:1D ．4:18．向含有Fe 2+、I -、Br -的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。
半反应配平法快速书写电极反应式
半反应配平法快速书写电极反应式例1：写出下列氧化还原反应方程式，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
1、Al+HCl-2、Al+HNO3(稀）-3、Al+NaOH -【思考探索】这三个反应都是氧化还原反应，如果将其设计成原电池，请写出其对应的负极、正极反应。
负极：正极：【方法总结】负极：正极：例2：分别写出氢、氧燃料电池，甲烷乙醇燃料电池在酸性、碱性、熔融碳酸盐、氧化物条件下的负极、正极反应。
氢氧燃料电池：酸性（H2SO4）：总反应：2H2+ O2=2H2O负极：2H2—4e—=4H+ 正极：O2+4H++4e—=2H2O碱性（KOH）：总反应：2H2+ O2=2H2O负极：2H2＋４OH—-4e—=２H2O 正极：O2+2H2O+4e—=4OH—熔融碳酸盐：总反应：2H2 + O2=2H2O负极：2H2-4e—＋2CO32- =2CO2+２H2O 正极：O2+4e—+2CO2=2CO32-熔融氧化物：总反应：2H2 + O2=2H2O负极：2H2—4e—+2O2-=2H2O正极:O2＋4e-=2O2-甲烷:酸性总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O正极2O2+8H++8e—=4H2O 负极CH4+2H2O- 8e—=CO2+8H+碱性总反应：CH4+2O2＋2OH—=CO32-+3H2O正极:2O2+4H2O+8e—=8OH—负极:CH4+10OH—- 8e—=CO32-+7H2O熔融碳酸盐：总反应：CH4+ 2O2= CO2+ 2H2O。
正极：2O2＋4CO2+8e-=4CO32- 负极：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O。
熔融氧化物：总反应：CH4+2O2= CO2+ 2H2O。
正极：O2＋4e-=2O2- 负极：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。
方法总结：酸作电解质用H+平衡电荷，碱作电解质用OH-平衡电荷，熔融碳酸盐作电解质用CO32-平衡电荷，熔融氧化物作电解质用O2-平衡电荷。
金属第二章 电极电势
2
3
6－2＝＋4
关键在于配平H、O元素。
反应的介质不同，配平H、O元素 的方法不同。
一、酸性介质中（不能出现OH－）
2 H H 2O 反应物少一个[O ]
反应物多一个[O ]
例2 MnO SO Mn SO
4 2 3 H 2 2 4
AsO AsO
2 4 3 4
2、 O 4 H 2O 2SO 9 H HS AsO H 2O AsO 2OH
2 4 3 4 2 4 3 3
2 4 3 4
2 4 3 3
1 HS O 4 H 2O 6e 2SO 9 H 3 AsO H 2O 2e AsO 2OH
溶解趋势金属溶液金属溶液标准氢电极表达式pth1moll电极反应2ht29815k标准氢电极待测电极直流电压表饱和甘汞电极用金属汞甘汞和氯化钾组成1moll甘汞电极01moll甘汞电极氯化银电极电极处于标准状态时
第二章 电极电势
第一节 第二节 半反应式法配平氧化还 原方程式 原电池及电极电势
第一节
3、 HS2O 3 AsO H 2O 2 SO 3 AsO 3H 10 / O17 H 3
2 4 3 3
4
3 4
第二节
一 原电池
原电池及电极电势
组成
电极反应原电池反应
表示符号 氧化还原电对 二 电极电势 产生 确定 应用 非平衡电势
一、原电池
原电池的定义：化学能转变为电能的装置。
总结
1、组成原电池的条件 ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金 属导体）作电极； ②电极材料均插入电解质溶液中； ③两极相连形成闭合电路。
原电池中电极反应式的书写规则与化学考试注意事项
原电池中电极反应式的书写规则与化学考试注意事项一、原电池中电极反应式的书写1 、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt 和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 进行工作，试写出该电池的两极反应式。
解析：金属铂是相对惰性的，金属锌是相对活泼的，所以锌是负极，Zn失电子成为Zn2+，而不是ZnO或Zn(OH)2，因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧，在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式，而只能是产物水，体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应：负极：2Zn －4e-= 2Zn2+正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag 以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。
2、如果阳极是惰性电极（Pt 、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。
阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。
高中常见原电池电极反应式书写总结
高中常见的原电池电极反应式的书写1、伏打电池:（负极—Zn ，正极—Cu ，电解液—H 2SO 4)负极： Zn –2e －==Zn 2+（氧化反应） 正极： 2H ++2e －==H 2↑（还原反应）总反应离子方程式 Zn + 2H + == H 2↑+ Zn 2+2、铁碳电池(析氢腐蚀）:(负极—Fe ，正极—C ，电解液-—酸性）负极： Fe –2e －==Fe 2+（氧化反应） 正极:2H ++2e －==H 2↑(还原反应)总反应离子方程式 Fe+2H +==H 2↑+Fe 2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀）：（负极-Fe ，正极-C ，电解液-—中性或碱性）负极： 2Fe –4e －==2Fe 2+ （氧化反应） 正极：O 2+2H 2O+4e －==4（还原反应）总反应化学方程式：2Fe+O 2+2H 2O==2Fe （OH ）24Fe （OH)2+O 2+2H 2O==4Fe(OH ）3 ；2Fe （OH ）3==Fe 2O 3 +3 H 2O （铁锈的生成过程)4.铝镍电池：(负极-Al ，正极—Ni ，电解液——NaCl 溶液）负极： 4Al –12e －==4Al 3+（氧化反应） 正极:3O 2+6H 2O+12e －==12（还原反应）总反应化学方程式: 4Al+3O 2+6H 2O==4Al （OH ）3 (海洋灯标电池)5、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 －==4Al 3+ （氧化反应） 正极 ：3O 2+6H 2O+12e －==12OH －（还原反应）总反应式为： 4Al+3O 2+6H 2O===4Al （OH ）3 （铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池）6、普通锌锰干电池：（负极—-Zn,正极——碳棒,电解液——NH 4Cl 糊状物）负极：Zn –2e －==Zn 2+ （氧化反应） 正极：2MnO 2+2NH 4++2e －==Mn 2O 3 +2NH 3+H 2O （还原反应）总反应化学方程式：Zn+2NH 4Cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O 3+2NH 3+H 2O7、碱性锌锰干电池：（负极-—Zn ，正极-—碳棒，电解液KOH 糊状物)负极：Zn + 2OH – 2e －== Zn （OH ）2 （氧化反应） 正极：2MnO 2 + 2H 2O + 2e －==2MnO （OH ） +2OH － (还原反应）总反应化学方程式：Zn +2MnO 2 +2H 2O == Zn （OH ）2 + MnO （OH ）8、银锌电池:(负极——Zn ，正极－－Ag 2O,电解液NaOH ）负极:Zn+2OH －–2e －== ZnO+H 2O （氧化反应) 正极 ：Ag 2O + H 2O + 2e －== 2Ag + 2OH － （还原反应）总反应化学方程式： Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池：（负极－－Al ，正极－－Mg ，电解液KOH ）负极（Al)： 2Al + 8OH －＋6e － ＝ 2AlO 2－+4H 2O （氧化反应） 正极（Mg ）： 6H 2O + 6e － ＝ 3H 2↑+6OH –总反应化学方程式: 2Al + 2OH － + 2H 2O ＝ 2AlO 2－+ 3H 2↑10、一次性锂电池：（负极－－金属锂,正极－－石墨，电解液：LiAlCl 4－SOCl 2)负极 ：8Li －8e －＝8 Li + 正极 ：3SOCl 2＋8e －＝SO 32－＋2S ＋6Cl －总反应化学方程式 8Li ＋ 3SOCl 2 === Li 2SO 3 ＋ 6LiCl ＋ 2S1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极-PbO 2 电解液- 稀硫酸)放电时：负极： Pb －2e －＋SO 42－==PbSO 4 正极： PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 42－==PbSO 4＋2H 2O总化学方程式 Pb ＋PbO 2 + 2H 2SO 4==2PbSO 4+2H 2O2、镍镉电池（负极－－Cd 、正极-NiOOH 、电解液: KOH 溶液）放电时 负极： Cd －2e — + 2 OH – == Cd(OH)2 正极： 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni （OH)2+ 2OH –总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd （OH ）2 + 2Ni （OH ）23、铁-—镍电池:(负极—— Fe 、正极-NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液）Ni （OH ）2+Cd （OH)2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）24、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====== LiFePO45、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）26、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—+ 6 OH–== 3 Zn（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 + 6 OH–（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 + 4KOH7、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+ x Li+(氧化反应)正极: Li(1-x）CoO2+ xe-+ x Li+== LiCoO2（还原反应）充电时阴极: Li（1-x）C6+ x Li++ xe—＝LiC6(还原反应）阳极：LiCoO2–xe—＝Li（1-x)CoO2+ x Li+（氧化反应）总反应方程式Li(1—x）CoO2+ LiC6LiCoO2+ Li(1—x）C6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。
巧写有机燃料电池电极反应式
把化学能转化为电能的装置或通过自发的氧化还原反应产生电流的装置称为原电池。
原电池反应属于自发的氧化还原反应，通常只要是一个放热的氧化还原反应，理论上均可设计成原电池反应。
原电池电极反应式的书写，特别是有机燃料电池电极反应式的书写，在高考中占有重要的地位，是高频考点，也是难点，同学们在这一块知识点的处理上很棘手。
下面，笔者就谈谈自己在书写原电池电极反应式的一些个人见解，敬请同仁斧正。
一、背景原电池实质上是把一个完整的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在两个电极发生，通过闭合回路，实现电子的定向移动而形成电流，从而实现了化学能转化为电能的过程。
这样就涉及电子和离子的定向移动来平衡电荷，故在书写和配平电极方程式时，应涉及电子守恒和电荷守恒，所以，其配平又有不同于氧化还原反应配平的地方，这就给配平带来不便。
二、配平方法（一）化合价升降法配平电极方程式，需先确定反应条件的影响。
有机物燃料电池，它可以是酸性环境放电，也可以是碱性环境放电，且C 稳定化合价为+4价。
酸性环境中，+4价C 以CO 2形式存在；碱性环境中，+4价C 以CO 32-形式存在。
所以酸性环境放电和碱性环境放电的电极方程式又有所不同。
例如：1.甲烷燃料电池（1）酸性环境负极：CH 4失去电子，C 从-4价升高到+4价，失去8个电子，即：CH 4－8e －=CO 2，根据酸性环境和电荷守恒，应在等号后加8H +；根据氢原子守恒，应在等号前加2H 2O ，最后得到的负极电极反应式为：CH 4+2H 2O －8e －=CO 2+8H +。
正极：O 2得到电子，O 从0价降低到-2价，得到4个电子，即：O 2+4e －=2O 2-，但O 2-不能存在于溶液中，酸性环境中以H 2O形式存在，正极反应式为：O 2+4H ++4e －=2H 2O 。
总反应式为：CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O（2）碱性环境负极：CH 4失去电子，C 从-4价升高到+4价，失去8个电子，即：CH 4－8e －=CO 32-，根据碱性环境和电荷守恒，应在等号前加10OH －，等号后加2H 2O ，最后得到的负极电极反应式为：CH 4+10OH －－8e －=CO 32-+7H 2O 。
原电池电极反应式的书写指导
《原电池》电极反应式书写指导白沙中学廖秋英高二化学选修4《化学反应原理》中关于燃料电池电极反应式的书写只介绍氢氧燃料电池，而在高三复习中涉及到的燃料电池却较多，其中还包括在酸性、碱性条件下的燃料电池，对这些电池电极反应式的正误判断及书写是学生普遍感到困难的，在教学中，本人经过不断实践积累，归纳出指导学生书写这类电极反应式的一些方法，这一方法可以有效地指导学生书写此类电池的电极反应工，现叙述如下。
一、判断电池的正负极反应物。
原电池的负极发生氧化反应，燃料是被氧化的物质，所以一般情况下燃料通常作为负极的反应物，例如：氢气、甲烷、甲醇、乙醇等。
而氧气通常在反应过程中被还原，作为正极反应物。
二、判断正极反应式的产物。
正极反应物为的氧气被确定后，此反应紧抓被还原，氧元素从0价会降低为－2价，则还原产物必为－2价的氧，而－2价氧元素在溶液中通常以OH—或H2O的形式存在，若是非溶液则直接以O2－形式存在，所以此时就要分析介质环境，若在酸性介质中，则与介质中的H+结合形成H2O，若是碱性介质，则与H2O反应生成OH－。
三、判断负极反应式的产物。
负极反应物为燃料，依据燃烧反应判断其产物，例如：C对应产物为CO2，H对应产物为H2O，此时同样要考虑介质是否参与了反应，例如：若为酸性介质，依据共存情况CO2则不与介质反应，若为碱性介质，CO2则与OH－反应最终生成CO32－。
四、配平电极反应式。
以上电极反应物与产物均判断正确后，先标出发生变化的元素化合价，依据化合价的升降写出得失电子的数目，配平时先依据电荷守恒配平带电粒子与电子的数目，再依据质量守恒配平各元素的原子。
在这一个过程中，常常会出现电荷不能配平的情况，这时，若为有水参与的电极反应，则选择H+、OH－或H2O三种粒子按照共存情况添加到电极反应式中作为反应物或产物，再进行配平。
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原电池电极反应式的书写一、找出原电池的电池反应
例、有人设计了利用CH
4和O
2
反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池，试
写出该原电池的电极反应式和电池总反应式。
分析：电池内氧化还原反应为：CH
4 + 2O
2
→ CO
2
+ 2 H
2
O
再考虑产物和电解质之间是否反应，这里明显CO
2
和KOH会继续反应：
即CO
2+2OH-=CO
3
2-+H
2
O
所以，此电池的电池反应为：CH
4 + 2O
2
+ 2OH- = CO
3
2- +3 H
2
O
二、分析正负极得失电子的物质及对应产物
如例中，电池反应为CH
4 + 2O
2
+ 2OH- = CO
3
2- +3 H
2
O
负极（CH
4）: 根据电池反应，负极失去电子的物质是CH
4
产物是CO
3
2-和H
2
O
即：负极（CH
4
） CH
4
- e -→CO
3
2- + H
2
O
三、根据元素守恒、电荷守恒配平；单个电极反应式
负极（O
2） CH
4
- e -→CO
3
2- + H
2
O
CH
4变为CO
3
2- C元素化合价从-4到+4,升高了8价,故失8 e -。
CH
4
- 8e -→
CO
32- + H
2
O
从元素的角度，反应前要补充O元素，故要加OH-
得电极反应式CH
4- 8e - +OH-→CO
3
2- + H
2
O
根据电荷守恒完成配平CH
4- 8e - +10OH-→CO
3
2- + 7H
2
O
正极（O
2）：根据电池反应，正极获得电子的物质是O
2
，那么产物是什么呢？
从电池反应式看1mol CH
4消耗2molOH-，但负极1mol CH
4
已经消耗10mol OH-所
以正极要生成OH-
正极（O
2）O
2
+ e –→OH-
正极（O
2）O
2
+ e –→OH- ，O元素从0价变到-2价，故得4e-， O
2
+ 4e –→
OH-
反应前要补充H元素，所以这里反应前加H
2O；O
2
+ 4e –+ H
2
O→OH-根据电荷
守恒配平为O
2 + 4e –+ 2H
2
O→4OH-
四、根据电子守恒完成书写
由于任何一个原电池都应有负极失电子数等于正极得电子数，所以在书写电极反应式的时候，最后应使得负极失电子数和正极得电子数相等。
所以电极反应式为：
负极：（CH
4）：CH
4
- 8e - +10OH- = CO
3
2- + 7H
2
O
正极：（O
2）： 2O
2
+ 8e –+ 4H
2
O = 8OH-
两式相加即为总反应（电池反应）
总反应式：CH
4 + 2O
2
+ 2OH- = CO
3
2- +3 H
2
O 可以用来验证电极反应式的书
写是否正确。
酸碱配平法：
（1）分清溶液的酸碱性：在酸性溶液中，氢离子参加反应，所以未配平的电极反应式中缺少氢离子；同样，碱性溶液中氢氧根离子参加反应，未配平的电极反应式中缺少氢氧根
（2）配平氢氧以外的元素，写对电荷数
（3）酸性溶液中，方程式缺少氢离子的一边，每缺一个氢离子，就加一个氢离子；多氧原子的一边，每多一个氧原子，加2个氢离子，然后在方程式的另一边补一个水
（4）碱性溶液中，方程式缺少氧原子的一边，每缺一个氧原子，加2个氢氧根，然后再方程式的另一边补一个水；多出氢原子的一边，每多出一个氢原子，加1个氢氧根，然后再方程式的另一边补一个水。