电池反应方程式

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1、原电池核心问题回顾 “一个概念一个概念” 原电池 “两种电极两种电极” 正、负极判断及电极反 应 “三个流向三个流向” 电子、电流、离子的流 向 “四个条件四个条件” 构成原电池的四个条件 1.定义： 能转化为 能的装置称为原电 池。从理论上说，任何一个 的 反应均 可设计成原电池； .电极名称： 原电池 相对活泼的电极为 相对不活泼的电极为 电极反应： 原电池 负极： 正极： 电子，发生 反应 电子，发生 反应 电极反应式的书写 负极： Zn - 2e- = Zn2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 原电池正负极的判断 （1 1） 两极材

2、料的两极材料的相对活泼性相对活泼性 （2 2）电子的流向）电子的流向 （3 3）电流的方向）电流的方向 （4 4）离子移动的方向）离子移动的方向 （5 5）电极发生的现象）电极发生的现象 3.定向移动方向：电子、电流、离子 发生失电子 的氧化反应 发生得电子 的还原反应 电流： 负极 正极电子： 正极 负极 阳离子 正极阴离子 负极 “负极出电子，负极带 电； 电子回正极，正极带 电” 用于判断原电用于判断原电 池的正负极池的正负极 4、原电池的形成条件 (4) 形成闭合回路 （两电极用导线连接，或接触。） 或构成内电路 （2）两导体作电极 活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体石墨）

3、，相对活泼的金属为负极。 （1）能自发进行的 反应（前提 ） 两不活泼泼的导导体石墨或Pt等。（燃料电电池电电极） 能否用两不活泼的导体做电极? （3）电解质溶液 ： 参与电极反应 【问题1】 已知该原电池的总反应式为： Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2请写 出其电极反应式。 负极：Cu-2e-= Cu2+ 正极：2Fe3+2 e-=2Fe2+ 书写原电池电极反应式的基本 思路是什么？ 负极：还原剂-n e-=氧化产物 （氧化反应） 正极：氧化剂+ n e-=还原产物 （还原反应） 碱性锌猛电池的电极反应式和电池反应式： 负极： Zn + 2OH- - 2e- Zn(OH)2 正极

4、： 2MnO2 + 2H2O + 2e- 2MnOOH +2OH- 电池反应： Zn +2MnO2 +2H2O = Zn(OH)2 + MnOOH 质疑 为什么负极反应式不写成： Zn- 2e- Zn2+ 而将产物写为Zn（OH ) 2？ 为什么MnO2中的氧是与 H2O结合生成 OH- 而不是与H+结合成生成水？ 如果正极反应式直接书写困难，还可以 用什么方法书写正极反应式？ 由于体系是碱性环境，存在大量的 OH- ，所以生成的Zn2+立即与OH- 反 应生成Zn（OH）2;Zn -2e- Zn2+ ， Zn2+ + 2OH-Zn（OH）2，把两个式 子相加得出负极反应式。同理 由于体 系是

5、碱性环境，不存在大量的H+与氧 结合成水， MnO2 中的氧只能与H2O 结合成OH- 书写原电池电极反应和电池反 应方程式的方法： 1.准确判断正、负极 2.兼顾电解质，确定产物 3.三守恒，两极相加得总式。 电极反应是氧化还原反应， 要遵循质量守恒、电子守恒及电 荷守恒“三守恒”。 另外还遵循加和性原则和共 存两原则。 练习 问题3. 镁、铝在强碱性环境中构成的原电池 的电极反应式。 负极：2Al + 8OH- - 6e- 2AlO2- +4H2O 正极：6H2O + 6e- 3H2+6OH- 总反应式： 2Al + 2OH- + 2H2O 2AlO2- + 3H2 拓展： 1.以Fe、C

6、u作为电极，分别在常温下与稀硫酸 、浓硝酸溶液构成的原电池，分析它们的电 极反应。 2. 以Fe、Cu作为电极，与氯化钠溶液能否构 成原电池？如能则分析它们的电极反应。 注意: 较活泼金属不一定做负极，要看哪种 金属自发的与溶液某种物质或离子发生反应 ； 电解质不一定与电极发生反应。 问题4 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池， 其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解液为KOH， 反应保持在较高温度，使H2O蒸发，下列叙述正 确的是（ ） A、此电池能发出蓝色火焰 B、H2为正极，O2为负极 C、工作时，电解液的pH不断减小 D、电极反应为：负极2 H2+4 OH-4e-=4 H2O 正极

7、O2+2H2O+4e-=4 OH- D 变式训练 （1）把电解质溶液改为稀H2SO4，电极反 应式？ （2）把H2改为CH4，电解质溶液为KOH 溶液，电极反应式？ （3）把H2改为CH4，电解质溶液为稀 H2SO4溶液，电极反应式？ 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 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- +

8、3H2O CH4燃料电池(酸性介质) 负极：CH4+2H2O8e-=CO2+8H+ 正极：O2+4H+ 4e-2H2O 书写对于有H、O参与的原电 池电极反应式的基本思路是什么 ？ 总反应式中没有H+或OH-参与反应，则 若一极消耗H+或OH-，另一极必生成H+ 或OH- H2在酸性介质中放电生成H+，在碱性介 质中放电，与OH-结合生成H2O； O2在 酸性介质中放电与H+结合生成H2O，在 碱性介质中放电生成OH- 氢氧不够，水来凑 燃料电池绝大多数为碱性条件，因此正 极反应一般为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-， 而负极反应一般比较难写（关键）。可 用总反应减去正极反应，即可

9、得负极反 应式。 拓展：熔融燃料电池 用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 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650 下工作的燃料 电池，完成有关的电池反应式。 总电池反应式： 2CO O22CO2 正极反应式： O24e-2CO22 CO3 2- 负极反应式： 2CO2CO3 2- 4e = 4CO2 问题5 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池 相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池 的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O =3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 下列叙述不正确的是 （ ） A放电时负

10、极反应为：Zn2e- +2OH-= Zn(OH)2 B充电时阳极反应为：Fe(OH)3 3e-+ 5 OH- = FeO + 4H2O C放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D放电时正极附近溶液的碱性增强 AD 点拨 （1）新型电池的电极判断、电极反应式书 写判断等问题仍紧扣原电池原理 （2）解决“可充电电池”有关问题时，弄清 是“充电”还是“放电”，充电为电解池， 放电为原电池 （3）原电池的负极反应与电解池的阴极反 应，原电池的正极反应与电解池的阳极 反应互为逆反应 问题6 （08广东卷）LiFePO4电池具有稳定性高、安全 、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

11、电池 反应为：FePO4+Li=LiFePO4，电池的正极材料 是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体 为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的 是 A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B放电时电池内部Li+向负极移动. C.充电过程中，电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为： FePO4+Li+e-=LiFePO4 分析 放电时：FePO4+LiLiFePO4 负极：Li - e- = Li+， 正极：FePO4 + Li+ + e- = LiFePO4； 充电时：LiFePO4FePO4+Li 阴极：Li+ + e- = Li 阳极：LiFePO4 e- = F

12、ePO4 + Li+ 所以易知C.D正确。 四、书写电极反应式的常见错误 ： 1不能准确判断两个电极 2不会运用电池总反应式 3忽视电解质溶液的酸碱性 4忽视电子转移数相等 自我检测 1、（08广东卷）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶 液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂- 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（ ） 在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 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 BC D C 2、（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生 活中

13、有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH溶液，其充、放电按下式进行： Cd + 2NiOOH + 2H2O=Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ） A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e- + OH- = NiOOH + H2O B充电过程是化学能转化为电能的过程 C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 A 3、（08宁夏卷）一种燃料电池中发生的化学反应为： 在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电 池负极发生的反应是（ ） ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- BO2(g)

14、+4H+(aq)+4e-=2H2O(1) CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- DO2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH- C 4、（08北京卷）据报道，我国拥有完全自主产权 的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供 服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液 。下列有关电池的叙述不正确的是（ ） A正极反应式为：O22H2O4e- 4OH- B工作一段时间后，电解液中的KOH的物质 的量不变 C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2 2H2O D用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标 准状况)时，有0.1mol电子转移 D 5、（2005

15、广东）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：2C4H1013O2 = 8CO2 10H2O C 通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e 2O2- D 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H10 26e-13O2-4CO25H2O BC 6、燃料电池有何优点？ 请判断下列原电池的正负极，体会请判断下列原电池的正负极，体会 电极材料之间的电极材料之间的“相对活泼性相对活泼性” 能否形成原电池？能否形成原电池？ 负极：负极：2Fe - 4e-= 2Fe2+ 正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总总反应应式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 电解质电解质NaClNaCl的作用？的作用？ 下课了