常见的原电池反应式书写
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二、常见原电池电极反应方程式的书写
1、锌-铜-硫酸原电池
负极: Zn - 2e-═ Zn2+正极:2H++2e-═ H2↑总反应式:Zn+2H+═ Zn2++H2↑
2、利用反应Fe + 2FeCl3═ 3FeCl2设计原电池
负极: Fe - 2e-═ Fe2+正极: 2Fe3++2e-═ 2Fe2+
3、普通锌锰干电池(酸性电池)
负极: Zn - 2e-═ Zn2+正极: 2MnO2 + 2NH4+ + 2e-═ 2MnO(OH) + 2NH3
总反应式: Zn + 2MnO2 + 2NH4+═ Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3
知多点:电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H氧化成为水,以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。由于反应中锌筒不断消耗变薄,且有液态水生成[2MnO(OH)→Mn2O3+H2O],故电池用久后会变软。
4、碱性锌锰电池,电解质为KOH溶液
负极: Zn + 2OH- - 2e-═ Zn(OH)2正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e-═ 2MnO(OH) + 2OH-
总反应式: Zn + 2MnO2 + 2H2O ═ Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
5、银锌电池(碱性电池),又称纽扣电池,结构是Ag2O-Zn-KOH
负极: Zn + 2OH- - 2e-═ ZnO + H2O 正极: Ag2O + H2O + 2e-═ 2Ag + 2OH-
总反应式:Zn + Ag2O ═ 2Ag + ZnO
6、铅蓄电池(酸性电池)
负极: Pb + SO42- -2e-═ PbSO4正极: PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-═ PbSO4 + 2H2O 总反应式: Pb + PbO2 + 2H2SO4═ 2PbSO4 + 2H2O
7、碱性镍镉电池:该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料,NaOH作电解质溶液。负极:Cd + 2OH- - 2e-═ Cd(OH)2正极: 2NiO(OH) + 2H2O + 2e-═ 2Ni(OH)2 + 2OH-
总反应式: Cd + 2NiO(OH) + 2H2O ═ Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
8、镍氢电池(碱性电池)
负极: H2 + 2OH--2e-═ 2H2O 正极:2NiO(OH) + 2H2O + 2e-═ 2Ni(OH)2 + 2OH-总反应式: H2+ 2NiO(OH) ═ 2Ni(OH)2
知多点:铅蓄、镍镉、镍氢可充电池的比较:从三种蓄电池的总反应式可看出,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质硫酸,使溶液中的自由移动的离子浓度减小,内阻增大,导电能力降低。而镍—镉电池在放电时只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化,内阻几乎不变,导电能力几乎没
有变化。镍氢电池是近年来开发出来的一种新型可充电池,可连续充、放电500次,可以取代会产生镉污染的镍镉电池。
9、锂电池:
负极: Li - e-═ Li+正极: MnO2 + e-═ MnO2-
总反应式: Li + MnO2 + ═ LiMnO2
10、氢氧燃料电池(38%KOH溶液)
负极: 2H2 + 4OH-- 4e-═ 2H2O 正极: O2 + 2H2O + 4e-═ 4OH-
总反应式: 2H2 + O2═ 2H2O
11、氢氧燃料电池(98%H3PO4溶液)
负极: 2H2 - 4e-═ 4H+正极: O2 + 4H+ + 4e-═ 2H2O
总反应式: 2H2 + O2═ 2H2O
12、甲烷燃料电池(碱性电池)
甲烷燃料电池是将金属铂片插入KOH溶液作电极,在两极上分别通甲烷和氧气制得。
负极: CH4 + 10OH- -8e-═ CO32- + 7H2O 正极: 4H2O + 2O2 + 8e- ═ 8OH-
总反应式: CH4 + 2KOH + 2O2═ K2CO3 + 3H2O
13、甲醇燃料电池:是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的
新型手机电池,电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍。
负极: 2CH3OH + 16OH- -12e-═ 2CO32- + 12H2O 正极: 3O2 + 6H2O + 12e-═
12OH-
总反应式:2CH3OH + 3O2 + 4OH-═ 2CO32- + 6H2O
14、熔融盐燃料电池:该电池用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气
与CO2的混合气为正极助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高
的发电效率,因而受到重视。
负极: 2CO + 2CO32- - 4e-═ 4CO2正极: O2 + 2CO2 + 4e-═ 2CO32-
总反应式为: 2CO + O2═ 2CO2
15、铝-空气-海水电池: 海水标志灯是将金属Al、石墨和灯泡用导线连接好之后投入海水制得。
负极: 4Al - 12e-═ 4Al3+正极: 3O2 + 6H2O + 12e-═ 12OH-
总反应式: 4Al + 6H2O + 3O2═ 4Al(OH)3
知多点:我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。
16、钢铁析氢腐蚀
负极: Fe - 2e-═ Fe2+正极: 2H++2e-═ H2↑
总反应式: Fe +2H+═ Fe2++H2↑
17、钢铁吸氧腐蚀
负极: 2Fe - 4e-═ 2Fe2+正极: O2 + 2H2O + 4e-═ 4OH-
总反应式: 2Fe +O2 + 2H2O ═ 2Fe(OH)2
[ Fe(OH)2不稳定:4Fe(OH)2+O2 + 2H2O ═ 4Fe(OH)3 Fe(OH)3→ Fe2O3·xH2O (铁锈)]