电极方程式的书写和常见电源

电极方程式的书写和常见电源电极反应式书写的一般步骤：负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。

如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。

例：甲烷燃料电池中，电解液为K OH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。

正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。

例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H2。

②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。

如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。

特殊情况:Mg-Al-NaOH，Al作负极。

负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-Cu-Al-HNO3，Cu作负极。

注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反应产物是H2O和N2无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。

pH变化规律：电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。

溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。

书写下列原电池的电极方程式1．Cu─H2SO4─Zn原电池正极： 2H+ + 2e-→ H2↑负极： Zn - 2e-→ Zn2+总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑2．Cu─FeCl3─C原电池正极： 2Fe3+ + 2e-→ 2Fe2+负极： Cu - 2e-→ Cu2+总反应式： 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-负极：2Fe - 4e-→ 2Fe2+总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH)24．氢氧燃料电池（中性介质）正极：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-负极：2H2 - 4e-→ 4H+总反应式：2H2 + O2 == 2H2O5．氢氧燃料电池（酸性介质）正极：O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O负极：2H2 - 4e-→ 4H+总反应式：2H2 + O2 == 2H2O6．氢氧燃料电池（碱性介质）正极：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-负极：2H2 - 4e- + 4OH-→ 4H2O总反应式：2H2 + O2 == 2H2O7．铅蓄电池（放电）正极 (PbO2) ：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+→ PbSO4 + 2H2O负极 (Pb) ：Pb- 2e-+ SO42-→ PbSO4总反应式：Pb+PbO2+4H++ 2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O8．Al─NaOH─Mg原电池正极：6H2O + 6e-→ 3H2↑ + 6OH-负极：2Al - 6e- + 8OH-→ 2AlO2- + 4H2O总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑9．CH4燃料电池(碱性介质)正极：2O2 + 4H2O + 8e-→ 8OH-负极：CH4 -8e- + 10OH-→ CO32- + 7H2O总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == CO32- + 3H2O10．熔融碳酸盐燃料电池（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）：正极：O2 + 2CO2 + 4e-→ 2CO32- (持续补充CO2气体)负极：2CO + 2CO32- - 4e-→ 4CO2总反应式：2CO + O2 == 2CO211．银锌纽扣电池(碱性介质)正极 (Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e-→ 2Ag + 2OH-负极 (Zn) ：Zn + 2OH- -2e-→ ZnO + H2O总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag例1．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋答案：C例2．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是A ．正极反应为Zn －2e －===Zn2＋B ．电池反应为Zn ＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC ．在外电路中，电流从负极流向正极D ．盐桥中的K ＋移向ZnSO4溶液 【答案】B例3．甲醇、空气（含CO2），与碳酸锂熔融盐燃料电池。

甲醇被氧化，因此通甲醇的一极是负极，CO32-参与反应。

负极反应： 正极反应： 总反应：例4．判断下列原电池的正负极？并写出正负极电极方程式例5．固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。

它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。

该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。

下列判断正确的是( )A ．有O2放电的a 极为电池的负极B ．有H2放电的b 极为电池的负极C ．a 极对应的电极反应式为O2＋2H2O ＋4e －===4OH －D ．该电池的总反应方程式为2H2＋O2=====高温2H2O 答案：BD1．锌锰干电池(1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl 作电解质。

(2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。

负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。

(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。

改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。

2．充电电池电池原子能电池：将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置。

太阳能电池：将太阳能转化为电能的装置化学电池将化学能转化为电能的装置一次电池：活性物质消耗到一定程度就无法继续使用的电池，如：普通锌锰电池等。

二次电池：又称为充电电池或蓄电池，放电后可充电式活性物质获得再生。

如铅蓄电池等。

燃料电池：如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等等。

(1)充电电池又称二次电池。

充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。

充电电池中能量的转化关系是化学能放电充电电能。

(2)常见的充电电池①铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。

②镍镉电池以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。

③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。

锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。

3．燃料电池(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。

(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。

与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。

例6.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC．随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变D．放电时溶液中的阴离子向负极移动解析O2＋2H2O＋4e－===4OH－应为正极反应式。

燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。

所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O。

由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c(OH－)将减小。

答案 D例7．燃料电池是目前电池研究的热点之一。

现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示a、b均为惰性电极。

下列叙述不正确的是( )A．a极是负极，该电极上发生氧化反应B．b极反应是O2＋4OH－－4e－===2H2OC．总反应的化学方程式为2H2＋O2===2H2OD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案 B解析a极通H2为负极，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O发生氧化反应，A正确；b 极通O2为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B不正确；正负极电极反应式相加得总反应为2H2＋O2===2H2O，C正确；氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源，D正确。

例8．．对化学电源的叙述正确的是( )A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为可充电电池答案 A解析由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。

例9．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。

有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B．碳棒取出洗净用作电极C．把铜帽取下洗净回收利用D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用答案 D解析虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。