原电池电极反应和电池反应方程式的书写

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1、原电池电极反应和电池反应方程式的书写 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

2、材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），相对活泼的金属为负极。（1）能自发

3、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：2MnO2 + 2H2O + 2e- 2MnOOH +2OH

4、-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

5、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、Cu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.

6、 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

7、）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 =2H2OCH4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- + 3H2OCH4燃料电池(酸性介质)负极：CH4+2H2O8e-=CO2+8H+ 正极：O2+4H+ 4e-2H2O书

8、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

9、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放电时负极反应为：Zn2e- +2OH-= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)3 3e-+ 5 OH- = FeO + 4H2O

10、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。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LiFe

11、PO4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- = FePO4 + 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

12、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 C2、（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生 活中有广泛应用。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

13、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A3、（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)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1) CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- DO2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-C4、（0

14、8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D5、（2005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（

15、） 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-13O2-4CO25H2OBC6、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？