电池电极反应式的书写方法
原电池电极反应式的书写技巧
原电池电极反应式的书写技巧一般来说,原电池电极反应式的书写应注意一下四点:1.首先判断原电池的正负极如果电池的正负极判断失误,则电极反应必然写错。
一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,但不是绝对的。
如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼,但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化,因而铝是负极,此时的电极反应为:负极:2Al-6e-=== 2Al3+正极:6H2O +6e-=== 6OH-+3H2↑ 或2Al3++2H2O +6e-+ 2OH-=== 2AlO2-+ 3H2↑再如,将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,由于铝在浓硝酸中发生了钝化,铜却失去电子是原电池的负极被氧化,此时的电极反应为:负极:Cu-2e-=== Cu2+正极:2NO3-+ 4H+ +2e-=== 2NO2↑+2H2O2.要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。
如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种,在酸性溶液中的电极反应:负极:2H2-4e-=== 4H +正极O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O如果是在碱性溶液中,则不可能有H+出现,同样在酸性溶液中,也不能出现OH-。
由于CH4、CH3OH 等燃料电池在碱性溶液中,碳元素是以CO32-离子形式存在的,故不是放出CO2。
3.还要注意电子转移的数目在同一个原电池中,负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。
这样可避免在有关计算时产生错误或误差,也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。
4.抓住总的反应方程式从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
而两个电极相加即得总的反应方程式。
所以对于一个陌生的原电池,只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式,就可写出另一个电极反应式。
举例分析:【例题1】CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池,该电池的负极反应式为_____。
电池电极反应式的书写
电池电极反应式的书写(一)一次电池普通锌锰干电池:(负极— 、正极—C 、电解液NH 4Cl 、MnO 2的糊状物)负极: 正极:化学方程式 :Zn+2NH 4++2MnO 2=Zn 2++Mn 2O 3+2NH 3↑碱性锌锰干电池:(负极— 、正极—C 、 电解液KOH 、MnO 2的糊状物)负极: 正极:化学方程式 :Zn +2MnO 2 +2H 2O == Zn(OH)2 + MnOOH银锌电池:(负极— 、正极-- 、电解液NaOH )负极 : 正极 :化学方程式:Zn + Ag 2O + H 2O == Zn(OH)2 + 2Ag铝–空气–海水(负极-- 、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水) 负极 : 正极 :总反应式为:4Al+3O 2+6H 2O===4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)铁碳电池:(负极—Fe 、正极—C 、电解液酸性)负极: 正极: 总:铁碳电池:(负极—Fe 、正极—C 、电解液 中性或碱性)负极: 正极:总反应式(二)充电电池铅蓄电池: 总化学方程式:Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O放电时负极: 正极:充电时阴极: 阳极:(三)燃料电池CH 4燃料电池(铂为两极、电解液KOH 溶液)正极: 负极:总反应方程式:CH 4燃料电池(铂为两极、电解液H 2SO 4溶液)正极: 负极:总反应方程式:电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:负极:总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO3)晶体正极:负极:总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O课后练习1. 用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼-KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为:Ag+ +e-==Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.只有①B.只有②④ C.只有①②D.只有①②③2.某原电池装置如图所示。
电池的电极反应式的书写
高中常见的原电池电极反应式的书写一、一次电池1、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极: Fe–2e-==Fe2+正极: 2H++2e-==H2↑离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极: 2Fe–4e-==2Fe2+正极: O2+2H2O+4e-==4OH化学方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)3、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正极: 2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH-化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH4、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH-化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag5、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+正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为: 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)6、锂电池一型:(负极–金属锂、正极–石墨、电解液LiAlCl4–SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S二、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正极: PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O充电时阴极: PbSO4 + 2H+ + 2e-== Pb+H2SO4阳极: PbSO4 + 2H2O - 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2正极: NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH–充电时 阴极: Fe (OH)2 + 2e —== Fe + 2 OH –阳极: Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == NiO 2 + 2H 2O总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O充电放电 Fe (OH)2 + Ni(OH)2 3、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—石墨,含Li +导电固体为电解质)放电时 负极: Li - e — ==Li +正极: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4充电时: 阴极: Li + + e —== Li阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li +总化学方程式 FePO 4 + Li放电 LiFePO 4三、燃料电池(一)氢氧燃料电池1、电解质是KOH 溶液(碱性电解质)负极:H 2 – 2e - + 2OH — === 2H 2O正极:O 2 + H 2O + 4e - === OH —总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O2、电解质是H 2SO 4溶液(酸性电解质) 负极:H 2 –2e - === 2H +正极:O 2 + 4H + + 4e - === 2H 2O总反应方程式 2H 2 + O 2 === 2H 2O (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:3O 2 + 12e - + 6H 20=== 12OH - 负极:2CH 3OH – 12e - + 16OH — === 2CO 32- +12H 2O 总反应方程式 2CH 3OH + 3O 2 + 4KOH === 2K 2CO 3 + 6H 2O2. 酸性电解质(铂为两极、电解液H 2SO 4溶液)正极:3O 2 + 12e -- + 12H +== 6H 2O (还原反应)负极:2CH 3OH –12e - +2H 2O==12H ++2CO 2总反应式 2CH 3OH + 3O 2 === 2CO 2 + 4H 2O(三)CO 燃料电池1、熔融盐(铂为两极、Li 2CO 3和Na 2CO 3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: O 2 + 4e - + 2CO 2 = 2CO 32--负极: 2CO +2CO 32- – 4e - ==4CO 2总反应式: 2CO + O 2 = 2CO 2(四)甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH 溶液)正极: 2O 2 + 2H 2O + 8e - == 8 OH — 负极: CH 4 + 10OH —-- 8e - == CO 32- + 7H 2O 总反应方程式 CH 4 + 2KOH+ 2O 2 === K 2CO 3 + 3H 2O2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极: 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O负极: CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O。
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-。
原电池电极反应式的书写技巧
原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析:在碱性环境中Al 比 Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
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
$H_{2} - 2e^{-} = 2H^{+}$。
(完整版)电池电极反应式或总反应式的书写
电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2)负极:4Al-12e-===4Al3+;正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。
2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液)负极:2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。
试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-===4Li+;正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。
4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液)已知Fe+NiO2+2H2O 放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li 放电充电LiFePO4,则负极:Li-e-===Li+;正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
阴极:Li++e-===Li;阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O 放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;正极:2FeO2-4+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
高考化学电化学方程式的书写
电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2)负极:【4Al-12e-===4Al3+】正极:【3O2+6H2O+12e-===12OH-】总反应式:【4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3】2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液)负极:【2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O】正极:【6H2O+6e-===3H2↑+6OH-】总反应离子方程式:【2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑】3.氢氧燃料电池:电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:【2H2-4e-+4OH-===4H2O】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】4.氢氧燃料电池:电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+4H++4e-===2H2O】总反应式:【2H2+O2===2H2O】5.氢氧燃料电池:电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:【2H2-4e-===4H+】正极:【O2+2H2O+4e-===4OH-】总反应式:【2H2+O2===2H2O】6.甲烷燃料电池:电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极:【2O2+8e-+4CO2===4CO2-3】负极:【CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O】总反应式:【CH4+2O2===CO2+2H2O】7.甲烷燃料电池:酸性电解质(电解液为H 2SO 4溶液)正极:【2O 2+8e -+8H +===4H 2O 】负极:【CH 4-8e -+2H 2O===CO 2+8H +】总反应式:【CH 4+2O 2===CO 2+2H 2O 】8.甲烷燃料电池:碱性电解质(电解液为KOH 溶液)正极:【2O 2+8e -+4H 2O===8OH -】负极:【CH 4-8e -+10OH -===CO 2-3+7H 2O 】总反应式:【CH 4+2O 2+2KOH===K 2CO 3+3H 2O 】9.甲烷燃料电池:碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH 溶液) 正极:【3O 2+12e -+6H 2O===12OH -】负极:【2CH 3OH -12e -+16OH -===2CO 2-3+12H 2O 】总反应式:【2CH 3OH +3O 2+4KOH===2K 2CO 3+6H 2O 】10.甲烷燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【3O 2+12e -+12H +===6H 2O 】负极:【2CH 3OH -12e -+2H 2O===12H ++2CO 2】总反应式:【2CH 3OH +3O 2===2CO 2+4H 2O 】11.CO 燃料电池:熔融盐(铂为两极、碳酸盐熔融作电解质,空气与CO 2为正极助燃气) 正极:【O 2+4e -+2CO 2===2CO 2-3】负极:【2CO +2CO 2-3-4e -===4CO 2】12.CO 燃料电池:酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极:【O 2+4e -+4H +===2H 2O 】负极:【2CO -4e -+2H 2O===2CO 2+4H +】13.用惰性电极电解NaCl 溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】总反应式:【2NaCl +2H 2O =====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑】阴极:【2Cu 2++4e -===2Cu 】阳极:【4OH --4e -===2H 2O +O 2↑】总反应式:【2CuSO 4+2H 2O =====电解2Cu +2H 2SO 4+O 2↑】15.用惰性电极电解熔融MgCl 2阳极:【2Cl --2e -===Cl 2↑】阴极:【Mg 2++2e -===Mg 】总反应式:【MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑】16.用惰性电极电解熔融Al 2O 3阳极:【6O 2--12e -===3O 2↑】阴极:【4Al 3++12e -===4Al 】总反应式:【2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al +3O 2↑】17.用铜作电极电解H 2O阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】18.用铜作电极电解H 2SO 4溶液阴极:【2H ++2e -===H 2↑】阳极:【Cu -2e -===Cu 2+】总反应式:【Cu +H 2SO 4=====电解CuSO 4+H 2↑】19.用铜作电极电解NaOH 溶液阴极:【2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -】阳极:【Cu -2e -+2OH -===Cu(OH)2↓】总反应式:【Cu +2H 2O =====电解Cu(OH)2↓+H 2↑】阴极:【6H ++6e -===3H 2↑】阳极:【2Al -6e -===2Al 3+】总反应式:【2Al +3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3+3H 2↑】21.用Al 作电极电解NaOH 溶液阴极:【6H 2O +6e -===3H 2↑+6OH -】阳极:【2Al -6e -+8OH -===2AlO -2+4H 2O 】总反应式:【2Al +2H 2O +2NaOH =====电解2NaAlO 2+3H 2↑】22.铁—镍电池(负极—Fe ,正极—NiO 2,电解液—KOH 溶液) 已知Fe +NiO 2+2H 2O充电 放电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:【 负极:【Fe -2e -+2OH -===Fe(OH)2】正极:【NiO 2+2H 2O +2e -===Ni(OH)2+2OH -】阴极:【Fe(OH)2+2e -===Fe +2OH -】阳极:【Ni(OH)2-2e -+2OH -===NiO 2+2H 2O 】23.LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,负极—Li ,含Li +导电固体为电解质) 已知FePO 4+Li充电 放电LiFePO 4,则 负极:【Li -e -===Li +】正极:【FePO 4+Li ++e -===LiFePO 4】阴极:【Li ++e -===Li 】阳极:【LiFePO 4-e -===FePO 4+Li +】24.高铁电池(负极—Zn ,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知:【3Zn +2K 2FeO 4+8H 2O充电 放电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ,则:【 负极:【3Zn -6e -+6OH -===3Zn(OH)2】正极:【2FeO 2-4+6e -+8H 2O===2Fe(OH)3+10OH -】阴极:【3Zn(OH)2+6e -===3Zn +6OH -】阳极:【2Fe(OH)3-6e -+10OH -===2FeO 2-4+8H 2O 】。
完整版电池电极反应式或总反应式的书写
电池电极反应式或总反应式的书写1. 铝一镍电池(负极一Al ,正极一Ni ,电解液一NaCI 溶液、Q )负极:4AI — 12e ===4AI ;正极:3Q + 6H2O + 12e _ ===120H ;总反应式:4AI + 3Q + 6fO===4AI (OH )3。
2. 镁一铝电池(负极一AI ,正极一Mg 电解液一KOH 溶液)负极:2AI + 80H — 6e _ ===2AIO + 4H0;正极:6H2O+ 6e _ ===3H f + 6OH —;总反应离子方程式: 2AI + 2OH + 2fO===2AlO + 3H4。
3. 锂电池一型(负极一Li ,正极一石墨,电解液一LiAICI 4—SOC2)已知电池总反应式: 4Li + 2SOCb===SOf + 4LiCI + S 。
试写出正、负极反应式:负极:4Li — 4e _ ===4Li +; 正极:2SOC2+ 4e _ ===SOf + S + 4CI _。
4. 铁一镍电池(负极一Fe ,正极一NiO2,电解液一KOH 溶液)放申已知 Fe + NiO2+ 2fO 充电 Fe (OH )2+ Ni (OH )2,则:负极:Fe — 2e _ + 2OH ===Fe(OH);正极:Ni6+ 2fO+ 2e _ ===Ni(OH)2+ 2OH 。
阴极:Fe(OH )2+ 2e _ ===Fe+ 2OH ;阳极:Ni(OH) 2 — 2e _ + 2OH ===NiQ + 2fO 。
5. LiFePO 4电池(正极一LiFePO4,负极一Li ,含Li +导电固体为电解质) 「川 放电 … 已知 FePO + Li 充电 LiFePO4,贝U 负极: Li — e _===Li + ;正极: FePQ + Li ++ e _ ===LiFePQ 。
阴极: Li + + e _ ===Li ; 阳极: LiFePO4 — e _ ===FeP(4+ Li。
原电池电极反应式书写
原电池电极反应式书写原电池电极反应式或总反应式的书写1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2) 负极:4Al-12e-===4Al3+;正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-;总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3。
2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液) 负极:2Al+8OH--6e-===2AlO2-+4H2O;正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。
试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-===4Li+;正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-。
4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液) 已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则:负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li放电充电LiFePO4,则负极:Li-e-===Li+;正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
阴极:Li++e-===Li;阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;正极:2FeO4 2-+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
原电池中电极反应式的书写
原电池中电极反应式的书写一、原电池电极反应式的书写(一)原则:负极:失电子,发生氧化反应(一般是负极本身失电子)正极:得电子,发生还原反应(一般是溶液中阳离子在正极上得电子,但也可能是O2在正极上得电子(吸氧腐蚀),或正极本身得电子)总反应式(电池反应)= 正极反应式 + 负极反应式对于可逆电池,一定要看清楚“充电、放电”的方向。
放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。
(二)具体分类判断1.第一类原电池:①两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物);②电解质溶液,至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应,一般是置换反应;③两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
方法:先找出两极相对活泼性,相对活泼的金属作负极,负极失去电子发生氧化反应,形成阳离子进入溶液;较不活泼的金属作正极,溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应,析出金属或氢气,正极材料不参与反应。
如:Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg。
但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al(Mg与NaOH溶液不反应,Al是两性金属,可以与NaOH溶液反应)。
再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在(得失电子不能同时在同极上发生),不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。
如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池解析:在碱性环境中Al 比Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O正极:6H2O + 6e- =3 H2↑ + 6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为AlO2-2. 第二类原电池:①两个活动性不同的电极;②任何电解质溶液( 酸、碱、盐皆可);③形成回路。
这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应,电解质溶液只起导电作用。
常见的原电池电极反应式书写汇总
常见的原电池电极反应式书写汇总书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)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-OH(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)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (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-OH(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 +2 OH-(还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH7、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 + 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、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 + 8 OH–- 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–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极 :3SOCl 2+8e -=SO 32-+2S +6Cl - (还原反应)化学方程式 8Li + 3SOCl 2 === Li 2SO 3 + 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—PbO 2 电解液— 浓硫酸)放电时 负极: Pb -2e -+SO 42-=PbSO 4 (氧化反应)正极: PbO 2+2e -+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O (还原反应)充电时 阴极: PbSO 4 + 2H + + 2e -== Pb+H 2SO 4 (还原反应)阳极: PbSO 4 + 2H 2O - 2e -== PbO 2 + H 2SO 4 + 2H + (氧化反应)总化学方程式 Pb +PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH 溶液)放电时 负极: Fe -2e —+ 2 OH – == Fe (OH)2 (氧化反应)正极: NiO 2 + 2H 2O + 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 + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H 2O 放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4,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: FePO 4 + Li + + e —== LiFePO 4 (还原反应)充电时: 阴极: Li + + e —== Li (还原反应)阳极: LiFePO 4-e —== FePO 4 + Li + (氧化反应)总化学方程式 FePO 4 + Li 充电放电LiFePO 44、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 —+ 2 OH – == Cd(OH)2 (氧化反应)正极: 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH –(还原反应) 充电时 阴极: Cd(OH)2 + 2e —== Cd + 2 OH – (还原反应)阳极:2 Ni(OH)2 -2e —+ 2 OH – == 2NiOOH + 2H 2O (氧化反应)总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 充电放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池:(负极-LaNi 5储氢合金、正极—NiOOH 、电解质KOH+LiOH )放电时 负极: LaNi 5H 6-6e —+ 6OH –== LaNi 5 + 6H 2O (氧化反应)正极: 6NiOOH +6e —+ 6H 2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH – (还原反应)充电时 阴极: LaNi 5 +6e —+ 6H 2O== LaNi 5H 6+ 6OH – (还原反应)阳极: 6 Ni(OH)2 -6e —+ 6OH –== 6NiOOH + 6H 2O (氧化反应)总化学方程式 LaNi 5H 6 + 6NiOOH 充电放电LaNi 5 + 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:2FeO 42— +6e -+ 8H 2O ==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 –==2FeO 42—+ 8H 2O (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 充电放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型(负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化,Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中,以LiC 6表示)放电时 负极: LiC 6 – xe - = Li (1-x)C 6 + x Li + (氧化反应) Ni(OH)2+Cd(OH)2正极: Li (1-x)CoO 2 + xe - + x Li + == LiCoO 2 (还原反应)充电时 阴极: Li (1-x)C 6 + x Li + + xe - =LiC 6 (还原反应)阳极: LiCoO 2 – xe - = Li (1-x)CoO 2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6 充电放电 LiCoO 2 + Li (1-x)C 6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
常见的原电池电极反应式书写汇总
常见的原电池电极反应式书写汇总一次电池1、伏打电池:(负极一Zm 正极Yu 电解液:H2SO4)负极:Zn -2c === Zn*(氧化反应)正极:2H+ + 2c ===比f (还原反应)离于方程式:Zn + 2屮==H. f + Zir^2、铁碳电池:(负极一Fc正极一C 电解液:H2CO3弱酸性)负极:Fc - 2c === F D*(氣化反正极:2H* + 2c- === H2 f (还原反应)离于方程式:Fc + 2H H2 T + Fc"(析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极一Fc正极一C 电解液:中性或碱性)负极:2Fc-4c === 2Fc^* 化反应)正极:()2 + 2出()+ 4c' === 4()H'(还原反应)化学方程式:2Fc + (L+2H2O === 2F D(()H)2(吸氧腐蚀)4F C(()H)2 +()2 + 2出()===4F U(()H)3 2Fe(()H)3=== + 3出()(铁锈的生成过程)4•铝镰电池:(负极一Ah正极一Ni 电解液:NoCl溶液、(冷负极:4A1 -12c- === 4A严(氧化反应)正极:3()2+ 6出()+ 12c === 12()H•(还原反应)化学方程式:4A1 + 3()2 + 6HQ === 4A1(()H)3(海洋灯标电池)5、普通锌猛干电池:(负极一Zm正极Y 电解液:NH/X MnO.的糊状物)负极:Zn - 2c === ZiF气氧化反应)正极:2Mn()2 + 2H・ + 2c === Mn.O^ + H.O (还原反应)化学方程式:Zn + 2NH4CI + 2Mn(). === ZnCU + Mn.O^ + 2NH316、碱性锌猛干电池:(负极一Zm正极Y 电解液:KOH. MnO.的糊状物)负极:Zn + 2()H--2c- === Zn(()Hh (氧化反应)正极:2Mn()2 + 2H2()+2C === 2Mn(X)H + 2()H-(还原反应)化学方程式:Zn + 2Mn()2 + 2出()===Zn(()Hh+ MnOOH7、银锌电池:(负极一Zn、正极“AM)电解液:NaOH)负极:Zn + 2()H・-2c- === Zn(()H)2 (氧化反应)正极:AgQ + H2()+ 2c ===2Ag+2()H・(还原反应)化学方程式:Zn + A也0 + HX) === Zn(()H)2 + 2Ag8、铝-空气-海水(负极-铝、正极-石墨、钳网等能导电的情性材料电解液:海水)负极:4Al・12u" === 4AP* (<化反应)正极:3()2 + 6H2()+12c- === 12()H-(还原反应)总反应式为:4A1 + 3()2 + 6HQ === 4A1(()H)3 (钳网增大与氧气的接触面)9、镁…铝电池(负极-Al、正极一Mg 电解液:K()H )负极(Al): 2A1 + 8()H・-6c- === 2A1()2- + 4比()(氣化反应)正极(Mg): 6出()+ 6c === 3H2 f +6<)H-(还原反应)化学方程式:2A1 + 2()H・+ 2出()===2AR)2'+ 3出f正极:F C P()4 + Li* + c- === LiFcP()4 (还原反应) 阳极:LiFcP ()4-c ===F cP()4 + Li+ (氧化反应) 10.锂电池一型:(负极-金厲锂、正极“石墨 电解液:LiAlCL …SOCh )负极:8Li - 8c === 8Li^ (氧化反应)充电时 阴极:tr + C- === Li (还原反应)正极:3S()C12 + 8c"=== SC*- +2S + 6C 广(还原反应)化学方程式:8Li + 3S()C12 === Li^SO^ + 6LiCi + 2S二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅薔电池:(负极一Pb 、正极一Pb ()2 电解液:浓硫酸)放电时 负极:Pb-2c-+s ()r- === Pbs <)4 (氧化反应)正极:Pb()2 + 2c" + 4H++ S()j-=== PbS(h+ 2H2()(还原反应)充电时 阴极:PbS<)4 + 2H" + 2c === Pb + H2S()4 (还原反应)阳极:PbS (h + 2出()-2e=== Pb ()2 + HSh + 2H ・(氧化反应)总化学方程式:Pb + Pb()2 + 2H2S()4 -慕-2PbS()4 + 2HQ2、铁••镰电池:(负极・・民、正极一Z ()2 电解质:K ()H 溶液)放电时负极: Fe - 2c + 2()H - === Fu(()H)2 (氧化反应)正极: Ni()2 + 2出()+ 2 厂===Ni(()H)2 + 2()H'(还原反应)充电时阴极: F U (()H)2 + 2c === Fc + 2()H '(还原反应)阳极: Ni(( )H)2 - 2c + 2( )H ・===Ni(\ + 2Hn (氧化反应)总化学方程式:Fc + NiO, + 2HX )允电3. LiFepOq 电池(正极一LiFcPO,负极一石墨电解质:含Li ■导电固体) 放电时负极:Li - C===Li* (氧化反应)4、镣-镉电池(负极“Cd.正极一NiOQH 电解质:K()H 溶液)放电时 负极:Cd ・2J+2()H ・=HCd(()H)2 (氧化反应)正极:2Ni(X)H + 2c + 2H2() === 2Zi(()H)2 + 2()H'(还原反应)充电时 阴极:Cd(()H)2 + 2c ===Cd + 2OH-(还原反应)阳极:2Zi(()H)2 - 2e + 2()H === 2Ni()()H + 2比()(氧化反应)总化学方程式:Cd + 2Ni()OH + 2比()烷暑-Cd(()H), + 2Ni(()H)25、氢一镰电池:(负极-LaNi, ftS 氢合金、正极一Ni()()H 电解质:KOH + LiOH ) 放电时 负极:LaNi,H,-6c- + 6()H'=== LaNi, + 6兄()(氧化反应)正极:6NiO()H + 6厂 + 6H2()=== 6Ni(()H)2 + 6()H'(还原反应)充电时 阴极:LAh + 6u ・ + 6Hn===SNiH + 6()H-(还原反应)阳极:6Ni(()H)2 — 6厂+6()H ・===6Ni()()H + 6H2()(氣化反应)总化学方程式:LaNi,H^ + 6Ni()()H 充电 LaNi, + 6Ni(()H)26、高铁电池:(负极一Zn 、正极…石墨 电解质:浸湿固态碱性物质) 放电时 负极:3Zn - 6c +6()HP==3Zn(()H)2 (氧化反应)正极:2Fe()4-' + 6e+ 8H2()=== 2F C (()H)3 + 1()()H'(还原反应)充电时 阴极:3Zn(()H)2 + 6c === 3Zn + 6()H"(还原反应)阳极:2F C (OH)3-6C ' + 10()H'=== 2Fe<)4^+ «比()(氧化反应)放电总化学方程式:3Zn + 2K2F C ()4 + 汨2()「充电-3Zn(()H)2 + 2Fc((旧人 + 4I«)H 总化学方程式:F C P()4 + Li7L 电LiFcP()47、锂电池二型(负极LiC"正极含锂的二氧化钻LiC()()2、充电时LiCoO,中Li被氧化,L广还原以Li原于形式嵌入电池负极材料碳G中,以LiG耒示)放电时负极:LiCh - XC === Li,;i^)Cfi + xLi (氧化反应)正极:Li gCoQj + xc' + xLi" === LiC(》()2 (还原反应)充电时阴极:LigG +小广+ 2 H= uq (还原反应)阳极:LiC<)()2 - XC === Li(i・0C()()2 + xLi* (氧化反应)总反应方程式:LigC()()2 + Lie,充电LiCo()2 + LigG燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属钳(PV)或石墨做电极材料,负极通入兄,正极通入O"总反应为:2H, + O, === 2HX)电板反应特别要注意电解质,有下列三种情况: 1、电解质是K()H溶液(碱性电解质)负极:H, - 2& + 2()H一===2H2()(氧化反应)正极:()2 + 2出()+ 4c === 4()H一(还原反应)总反应方程式:2出+()2 === 2比()2、电解质是HPQ溶液(酸性电解质)负极:H2-2C・H=2H+(氧化反应)正极:()2 + 4H" + 4c === 2比()(还原反应)总反应方程式:2出+()2 === 2出()3、电解质是NaCl溶液(中性电解质)正极:()2 + H2()+ 4c === 4()H-负极:H. - 2c- === 2H^ (氧化反应)总反应方程式:2H2+O2= = =2H2()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(尸3、中性溶液反应物中无H■和()H・4、酸性溶液反应物、生成物中均无()H・二.甲»燃料电池1 •碱性电解质(钳为两极、电解液KOH溶液)正极:3()2 + 12c + 6出()===12()H・(还原反应)负极:2CH3()H-12C- + 16()H-=== 2C(V+ 12HX)(氧化反应)总反应方程式:2CH3()H + 3()2+ 4K()H === 2K2C()3 + 6出()2•酸性电解质(钳为两极、电解液HSOj溶液)正极:3()2 + 12c + 12H・===6凡()(还原反应)(注:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同)负极:2CH3()H-12C+2H2()==12H J2C()2(氣化反应)总反应式:2CH3()H + 3()2 === 2C()2 + 4H2()(氣化反应)三、CO燃料电池(总反应方程式均为:2C() + a = 2C(b) 1、熔融盐(钳为两极、U2C()3和NM()3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与C()2的混合气为正极助燃气)正极:d +4c- + 2C()2 = 2C(F・(还原反应)2、酸性电解质(钳为两极、电解液比久)4溶液)负极:2C() + 2C(V-4c-=== 4C(X (氧化反应)正极:()2 + 4c + 4H+ === 2比()(还原反应)负极:2C() - 4c' + 2比()2C()2 + 4H* (氧化反应)四、腓燃料电池(钳为两极、电解液K()H溶液)正极:()2 + 2已()+ 4c === 4(旧一(还原反应)负极:N2H4+ 4(〉H一・4c === N, + 4出()(氧化反应)总反应方程式:N2H4 + ()2 === N. + 2比()五、甲烷燃料电池1.碱性电解质(钳为两极、电解液KOH溶液)正极:2(), + 2HX)+ 8c- === 一(还原反应)负极:CH」+ 1()()H"•牝• === C(V' + 7H2()(氧化反应)总反应方程式:CH」+ 2I«)H + 2(). === K2CO3 + 3H2() 2、酸性电解质(钳为两极、电解液H3S()4溶液)正极:2()2 + 8c + 8H+ === 4HX)(还原反应)负极:CH」-8c + 2Hn === 8才+ CO.(氧化反应)总反应方程式:CH, + 2()2 === C()2 + 2出()六.丙烷燃料电池(钳为两极、正极通入()2和C()2、负极通入丙烷、电解液有三种)1、电解质炬熔融碳酸盐(KK()3或Zi2C()3)正极:5()2 + 20c + 1()C()2 === 1()C(屮(还原反应)负极:CH - 2()c + WCOs' === 3C()2 + 4H2()(氧化反应)总反应方程式:C;H, + 5()2 === 3C()2 + 4比()2、酸性电解质(电解液H3S ()4溶液)正极:5()2 + 2()c + 2()H・===lOHQ (还原反应)负极:GH. - 2()c + 6出()===3C()2 + 20H" «化反应)总反应方程式:GH, + 5()2 === 3C()2+ 4比() 3、碱性电解质(钳为两极、电解液K()H 溶液)正极:5()2 + 20c + 10HX)=== 2()()H一(还原反应)负极:GH K - 2()c + 26( )H一=== 3COf + HH.O (氧化反应)总反应方程式:GH, + 5()2 + 6K()H === 3K2C()3 + 7H2()七.乙烷燃料电池(钳为两极、电解液K()H溶液)正极:7()2 + 2牝・+14H2()===28()H"(还原反应)负极:2C2Hr 28c +36()H一=== ACCV + 24比()(氧化反应)总反应方程式:2C:H A + 7()2 + 8K()H === 4K2C()3 + lOH.O。
常见的电极反应方程式的书写
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)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O(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) 本文来自化学自习室!负极:Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应)正极:2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O(还原反应) 本文来自化学自习室!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 +2 OH-(还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH 本文来自化学自习室!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 + 2 OH-(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、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)本文来自化学自习室!9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg电解液KOH)本文来自化学自习室!负极(Al): 2Al + 8 OH–- 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–+ 3H210、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li +(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 + 2H2SO42PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)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) 本文来自化学自习室!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) 本文来自化学自习室!总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—石墨,含Li+导电固体为电解质)本文来自化学自习室!放电时负极:Li - e— ==Li +(氧化反应) 本文来自化学自习室!正极:FePO4+ Li+ + e—== LiFePO4(还原反应)充电时:阴极:Li+ + e—== Li(还原反应) 本文来自化学自习室!阳极:LiFePO4-e—== FePO4 + Li+(氧化反应)总化学方程式FePO4 + Li LiFePO44、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—+ 2 OH– == Cd(OH)2(氧化反正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–(还原反应) 本文来自化学自习室!充电时阴极: Cd(OH)2+ 2e—==Cd + 2 OH–(还原反应) 本文来自化学自习室!阳极:2 Ni(OH)2-2e—+ 2 OH–== 2NiOOH + 2H2O(氧化反应)总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2本文来自化学自习室!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: 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 ==2Fe (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 + 8H2O3Zn(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,本文来自化学自习室!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) 本文来自化学自习室!总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2+ Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
高中常见的电池的电极反应式的书写
电池电极反应式的书写书写过程归纳:列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。
选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。
巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒)一次电池1、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: (还原反应)离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+(析氢腐蚀)2、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: (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)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)3、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极: (氧化反应)正极:(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + 2MnOOH酸性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液NH4Cl 、MnO2的糊状物)负极: (氧化反应)正极:(还原反应)化学方程式 Zn +2MnO2 +2NH4+== Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O4、银锌纽扣电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极: (氧化反应)正极: (还原反应)化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag5、Mg–AgCl–海水电池 Mg–H2O2酸性–海水电池负极: (氧化反应) 负极: (氧化反应)正极:(还原反应) 正极:(还原反应)总反应式为: Mg+2AgCl==MgCl2+2Ag 总反应式为:6、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al): (氧化反应)正极(Mg):(还原反应)化学方程式: 2Al + 2OH– + 2H2O = 2AlO2–+ 3H27、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + (氧化反应)正极:(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: (还原反应)充电时阴极:(还原反应)阳极: (氧化反应) 总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池:(负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极: Fe-2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极: (还原反应) 充电时阴极: (还原反应) 阳极: (氧化反应)总化学方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O 放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、锂离子电池(正极—LiFePO4,负极—石墨烯,含Li+导电固体为电解质)放电时负极: (氧化反应) 正极: (还原反应) 充电时:阴极: (还原反应) 阳极: (氧化反应)总化学方程式 Li(1-x)FePO4 + Li x C6放电 LiFePO4 + 6C4、钠—二氧化碳电池(负极—钠、正极—碳纳米管、电解质为非水溶液)放电时负极:(氧化反应)正极: (还原反应)充电时阴极:(还原反应)阳极: (氧化反应) 总化学方程式 4Na+3CO2放电2Na2CO3+ C5、氢--镍(NiMH)电池:总化学方程式 MH+ NiOOH 放电M+ Ni(OH)2(M表示储氢金属或合金,金属化合价均为0)放电时负极: (氧化反应)正极:(还原反应)充电时阴极: (还原反应)阳极: (氧化反应)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:(氧化反应)正极:(还原反应)充电时阴极:3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH– (还原反应)阳极: (氧化反应)总化学方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂离子电池(负极石墨烯、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、)总反应方程式 Li(1-x)CoO2 + Li x C 放电LiCoO2 + C放电时负极: (氧化反应)(C的化合价不变的)正极: (还原反应)充电时阴极: (还原反应)阳极: (氧化反应)燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,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。
各类锂电池电极反应的书写
各类锂电池电极反应的书写锂电池是一种新型的高效能电池,具有高能量密度、长寿命、轻便等优点,被广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域。
锂电池由正极、负极、电解液和隔膜组成,其中正负极是锂电池的核心部分。
正极和负极之间的化学反应是锂电池能够存储和释放电能的基础,也是锂电池的核心技术之一。
本文将介绍各类锂电池电极反应的书写方法。
一、锂离子电池电极反应的书写锂离子电池是目前最常见的锂电池,其电极反应的书写方法如下:正极反应:LiCoO2 + xLi+ + xe- → Li1-xCoO2负极反应:C6 + xLi+ + xe- → LiC6其中,LiCoO2和C6分别代表正负极材料,Li+代表锂离子,e-代表电子,x代表锂离子的插入数目。
正极反应是锂离子从正极材料LiCoO2中脱离,负极反应是锂离子从负极材料C6中插入。
二、锂聚合物电池电极反应的书写锂聚合物电池是一种新型的锂离子电池,其正极材料是锂离子聚合物,负极材料是石墨。
锂聚合物电池的电极反应书写方法如下:正极反应:LiCoO2 + xLi+ + xe- → Li1-xCoO2负极反应:LiC6 + xLi+ + xe- → Li1+xC6其中,LiCoO2和LiC6分别代表正负极材料,Li+代表锂离子,e-代表电子,x代表锂离子的插入数目。
正极反应是锂离子从正极材料LiCoO2中脱离,负极反应是锂离子从负极材料LiC6中插入。
三、锂硫电池电极反应的书写锂硫电池是一种新型的高能量密度电池,其正极材料是硫,负极材料是石墨或硅。
锂硫电池的电极反应书写方法如下:正极反应:S8 + 16Li+ + 16e- → 8Li2S负极反应:xLi+ + xe- + C → LiC其中,S8和C分别代表正负极材料,Li+代表锂离子,e-代表电子,x代表锂离子的插入数目。
正极反应是锂离子从正极材料S8中插入,负极反应是锂离子从负极材料C中脱离。
四、锂空气电池电极反应的书写锂空气电池是一种新型的高能量密度电池,其正极材料是空气中的氧气,负极材料是锂。
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燃料电池电极反应式的书写方法在学习原电池时,学生最感困难的是电极反应式的书写,特别是燃料电池电极反应式的书写。
为了帮助同学们准确把握燃料电池电极反应式的书写方法,笔者结合自己的教学体会谈谈这方面的问题,供大家参考。
一、有关燃料电池基本知识了解1、定义:燃料电池是一种不经过燃烧,将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。
它和其它电池中的氧化还原反应一样,都是自发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能,且废物排放量很低。
其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,这是我们书写燃料电池总反应方程式的依据。
2、燃料电池的电极规定燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属,两电极的材料相同。
因此,燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。
通入可燃物的一极为负极,可燃物在该电极上发生氧化反应;通入空气或氧气的一极为正极,氧气在该电极上发生还原反应。
3、燃料电池的电解质不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质,其电解质通常有水剂体系(酸性、中性或碱性)电解质、熔融盐电解质、固体(氧化物或质子交换膜)电解质等。
在不同的电解质中,燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。
因此,在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。
4、燃料电池的工作原理以氢氧燃料电池为例,其工作原理是:氢气(可燃物)从负极处失去电子(燃料被氧化掉),这些电子从外电路流到正极;同时,余下的阳离子(氢离子)通过电解液被送到正极。
在正极,离子与氧气发生反应并从负极获得电子。
5、燃料电池的优点作为二十一世纪改善人类生活的“绿色电源”——燃料电池,它具有以下优点:⑴燃料电池是把化学能直接转化为电能,而不经过热能这一种中间形式,所以它的电效率比其它任何形式的发电技术的电效率都高。
⑵燃料电池的废物(如SO2、CO、NO x)排放量很低,大大减少了对环境的污染。
⑶燃料电池中无运动部件,工作时很安静且无机械磨损。
总之,燃料电池是一种新型无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备,其投入使用可有效的解决能源危机、污染问题,是继水力、火力、核能发电后的第四类发电——化学能发电,被称为二十一世纪的“绿色电源”。
二、燃料电池电极反应式的书写方法在中学阶段,掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为三步:第一步,先写出燃料电池的总反应方程式;第二步,再写出燃料电池的正极反应式;第三步,在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式,但要注意燃料的种类。
若是氢氧燃料电池,其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化,即2H2+O2=2H2O。
若燃料是含碳元素的可燃物,其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关,如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O,即CH4+2O2=CO2+2H2O;在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O,即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气,正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应,所以可先写出正极反应式,正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子,故正极反应式的基础都是O2+4e-=2O2-。
正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。
这是非常重要的一步。
现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O。
这样,在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O2-离子也不能单独存在,O2-离子只能结合H2O生成OH-离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O2+2H2O +4e-=4OH-。
⑶电解质为熔融的碳酸盐(如Li2CO3和Na2CO3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O2-离子也不能单独存在,O2-离子可结合CO2生成CO32-离子,则其正极反应式为O2+2CO2 +4e-=2CO32-。
⑷电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过,故其正极反应式应为O2+4e-=2O2-。
综上所述,燃料电池正极反应式本质都是O2+4e-=2O2-,在不同电解质环境中,其正极反应式的书写形式有所不同。
因此在书写正极反应式时,要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。
3、燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。
不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难。
一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
三、燃料电池电极反应式的书写应用举例1、电解质为酸性电解质溶液例1、科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。
一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。
试回答下列问题:⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是。
⑵此电池的正极发生的电极反应是;负极发生的电极反应是。
⑶电解液中的H+离子向极移动;向外电路释放电子的电极是。
⑷比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化率高,其次是。
解析:因燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,又且其电解质溶液为稀硫酸,所以该电池反应方程式是2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法1知,在稀硫酸中,其正极反应式为:3O2+12H++12e-=6H2O,然后在电子守恒的基础上利用总反应式减去正极反应式即得负极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+。
由原电池原理知负极失电子后经导线转移到正极,所以正极上富集电子,根据电性关系知阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
故H+离子向正极移动,向外电路释放电子的电极是负极。
答案:⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O⑵正极3O2+12H++12e-=6H2O;负极2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+⑶正;负⑷对空气的污染较小2、电解质为碱性电解质溶液例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是()A、负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OB、正极反应式为O2+2H2O +4e-=4OH-C、随着不断放电,电解质溶液碱性不变D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大解析:因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液,生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3,故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
从总反应式可以看出,要消耗OH-,故电解质溶液的碱性减小,C错。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法2知,在KOH溶液中,其正极反应式为:O2+2H2O +4e-=4OH-。
通入甲烷的一极为负极,其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
选项A、B均正确。
根据能量转化规律,燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的,能量利用率不高,而电能转化为功的效率要大的多,D项正确。
故符合题意的是C。
3、电解质为熔融碳酸盐例3、某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
试回答下列问题:⑴写出该燃料电池的化学反应方程式。
⑵写出该燃料电池的电极反应式。
⑶为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。
为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是什么,它从哪里来?解析:由于电解质为熔融的K2CO3,且不含O2-和HCO3-,生成的CO2不会与CO32-反应生成HCO3-的,故该燃料电池的总反应式为:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法3知,在熔融碳酸盐环境中,其正极反应式为O2+2CO2 +4e-=2CO32-。
通入丁烷的一极为负极,其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得,应为2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O。
从上述电极反应式可看出,要使该电池的电解质组成保持稳定,在通入的空气中应加入CO2,它从负极反应产物中来。
答案:⑴2C4H10+13O2=8CO2+10H2O⑵正极:O2+2CO2 +4e-=2CO32-,负极:2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O⑶CO2从负极反应产物中来4、电解质为固体氧化物例4、一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料电池说法正确的是()A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极B.电池的总反应是:2C4H10+13O2→ 8CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O解析:本题以丁烷燃料电池为载体综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应式、总反应式”等内容,因正极上富集电子,根据电性关系,O2-不可能移向正极,A错。
由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应式为2C4H10+13O2→ 8CO2+10H2O,B正确。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法5知,在熔融状态下允许O2-在其间通过,故其正极反应式为O2+4e-=2O2-,C正确。
通入丁烷的一极应为负极,D错。
故符合题意的是B、C。