原电池电极反应方程式

原电池

一、电极的构成：

a. 活泼性不同的金属——锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；

b. 金属和非金属（非金属必须能导电）——锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；

c. 金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；

d. 惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。

注意：因为元素C只能采用共用电子对的方式形成共价键，所以不论C元素多么活泼，都不能形成离子键，都不能失电子，所以碳不能做负极。

（但是Si可以失电子作负极。）

特别注意：（选负极两条、强碱两条、水解和电离各一条、HNO

3

一条、燃料电池一条）

1)如果两个电极中其单质可与电解质反应的是负极。

2)如果两个电极均不与电解质反应，则活泼金属或强还原剂作负极，

还原剂在负极失电子。（还原剂发生氧化反应）

3)不考虑负极反应的离子与电解质中的水发生水解反应。

4)在原电池反应中，弱电解质也完全电离。

5)NaOH作电解质时要注意负极的选择；

（负极一般要选单质能与电解质反应的物质）

6)原电池中如果负极是两性金属（Al、Zn）、Si，正极是H离子之前的活泼金属，电解

质是强碱，则正极反应为：(锌锰电池除外)

正极：2H

2O+2e-=2OH-+H

2

↑

7)HNO

3

作电解质时要注意正极反应。

浓硝酸作电解质时，整个硝酸参与电极反应而不是只有正离子H+参与正极反应。

NO

3-+e-+2H+=NO

2

↑+H

2

O

此外，根据反应中硝酸浓度的变化，可以写出两步电池反应，尤其是对于Mg和Al等可以钝化的金属。

8)燃料电池的正负极书写规律：负极反应 = 总反应–正极反应

（正极反应中的电子数以减去总反应中的O

2为准，因为O

2

具有强氧化性，一般不出现

在负极）

电解液的选择（考题中）：最好选与负极反应的离子自行发生反应的物质作电解质。

二、原电池正负极反应原理：

1.负极：其电极反应式有两种情况：

一种是负极金属失电子后生成金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时是电极反应可表示为M－ne－＝M n＋。

另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起。

如铅蓄电池的负极反应为：Pb - 2e- + SO

42－== PbSO

4

。

2.正极：

1)当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子可以得电子。

例：锌铜原电池中，电解液为H

2SO

4

，正极H+得电子生成H

2

。

2)当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O

2

得电子。

如果电解液呈酸性，O

2+4e-+4H+==2H

2

O；

如果电解液呈中性或碱性，O

2+4e-+2H

2

O==4OH-。

特殊情况: （不止这些，具体反应见后面）

1)Mg-Al-NaOH

2)Fe、Cu/(浓硝酸) 两组

3)CO、O

2/(Na

2

CO

3

、Li

2

O

3

)（熔融碳酸盐燃料电池，不要求记住）

三、原电池的反应：

类型一：原电池原理反应：

1.Zn、Cu/(H

2SO

4

)

负极：Zn-2e-=Zn2+

正极：2H++2e-=H

2

↑

总反应：Zn+2H+= H

2

↑+ Zn2+

2.Zn/（ZnSO

4）、Cu/(CuSO

4

)

正极是Zn片 , 正极电解质是ZnSO

4溶液，负极是Cu片，电解质是CuSO

4

溶液。

盐桥是玻璃管中加入用琼脂固定KCl（饱和溶液）装置，盐桥中离子移动的方向：

Cl-移向ZnSO

4溶液K+移向CuSO

4

溶液。

负极： Zn－2e-＝ Zn2+ (氧化反应) 正极： Cu2++ 2e-＝ Cu (还原反应) 总反应式： Zn+ Cu2+＝ Zn2+ + Cu

3.Mg、Al/(HCl溶液)

负极：Mg-2e-=Mg2+

（实际上反应中Mg2+与电解液HCl发生了二次反应，但Cl-离子在方程式两边约掉了）

正极：2H++2e-=H

2

↑

总反应：Mg+2H+=Mg2++H

2

↑

4.Mg、Al/(NaOH溶液)（因为金属活动顺序表中只有Al与碱水反应，Mg不反应）

（特别注意：原电池中如果带有两性金属（Al、Zn）和强碱则正极反应为：

正极：2H

2O+2e-=2OH-+H

2

↑）

负极：Al+4OH- - 3e-=AlO

2-+2H

2

O

正极：2H

2O+2e-= 2OH-+ H

2

↑

（此反应就是水电离反应的变种，反应中水电离出的H-离子得到电子变成H

2

气）

总反应：2OH-+2Al+2H

2O=2AlO

2

-+3H

2

↑

5.Zn、Cu/(NaOH溶液)

负极：Zn-2e-+4OH-=ZnO

2-+2H

2

O

正极：2H

2O+2e-=2OH-+H

2

↑

总反应：Zn+2OH- =ZnO

2-+H

2

↑

6.Fe、Cu/(浓硝酸)

Fe钝化Cu做负极，随着反应进行，硝酸浓度逐渐降低，当硝酸变成稀硝酸的时候 Fe 就成为负极了。

负极：Cu-2e-=Cu2+

（此反应中实际上Cu2+与电解液HNO

3发生了二次反应，但NO

3

-离子在方程式两边

约掉了）

正极：NO

3-+e-+2H+=NO

2

↑+H

2

O

(浓硝酸作电解质时，整个硝酸参与电极反应而不是只有正离子H+参与正极反应)

总反应：Cu+4H++2NO

3- = Cu2+ + 2NO2↑+2H

2

O

（Cu+4HNO

3= Cu(NO

3

)

2

+ 2NO2↑+2H

2

O）

负极：Fe-2e-=Fe2+

（此反应中实际上Fe2+与电解液HNO

3发生了二次反应，但NO

3

-离子在方程式两

边约掉了）