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)2

4．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 == 2H2O

5．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 == 2H2O

6．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 == 2H2O

7．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 + 2H2O

8．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- + 3H2O

10．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 == 2CO2

11．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＋＋Cu

C ．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：BD