電極方程式的書寫和常見電源

1、電極方程式的書寫和常見電源知識點一，.電極方程式書寫電極反應式書寫的一般步驟：還原劑_ne_=氧化產(chǎn)物列物庵|，負極發(fā)生氫蛆區(qū)I參加反應的微粒標毛失廠正極發(fā)物鳴應和得失電于燃L鋪化劑+11心一=還原產(chǎn)物二！在電解灰溶液的斑度中要生成i皤用電帔彈第一至虬即比3,HD等是否參加反應遵守電荷守恒，質(zhì)量守恒、電子守恒般梨兩電極反應式相加，與總反應式對照驗證負極：活潑金屬失電子，看陽離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽離子不能與電解液中的離子共存，則進行進一步的反應。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH,負極甲烷失8個電子生成CO2和H2O，但CO2不能與OH-共存，要進一步反應生成碳酸根。正極：當負極

2、材料能與電解液直接反應時，溶液中的陽離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為HCl，正極H+得電子生成H2。當負極材料不能與電解液反應時，溶解在電解液中的O2得電子。如果電解液呈酸性，O2+4e-+4H+=2H2O；如果電解液呈中性或堿性，O2+4e-+2H2O=4OH-。特殊情況：Mg-Al-NaOHAl作負極。負極：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；正極：2H2O+2e-=H2T+2OH-Cu-Al-HNO，Cu作負極。注意：Fe作負極時，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼(N2H4)和NH3的電池反應產(chǎn)物是H2O和N2無論是總反應，還是電極反應，都必須滿足電子守恒、電荷守

3、恒、質(zhì)量守恒。pH變化規(guī)律:電極周圍：消耗OH-(H+),則電極周圍溶液的pH減小(增大)；反應生成OH-(H+),則電極周圍溶液的pH增大(減小)。溶液：若總反應的結(jié)果是消耗OH-(H+),則溶液的pH減小(增大)；若總反應的結(jié)果是生成OH-(H+),則溶液的pH增大(減小)；若總反應消耗和生成OH-(H+)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。書寫下列原電池的電極方程式.Cu-H2SO4Zn原電池正極：2H+2e-fH2T負極：Zn-2e-fZn2+總反應式：Zn+2H+=Zn2+H2T.Cu-FeCl3-C原電池

4、正極：2Fe3+2e-f2Fe2+負極：Cu-2e-fCu2+總反應式：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+.鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕正極：O2+2H2O+4e-f4OH-負極：2Fe-4e-f2Fe2+總反應式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2.氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）正極：O2+2H2O+4e-f4OH-負極：2H2-4e-f4H+總反應式：2H2+O2=2H2O.氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)）正極：O2+4H+4e-f2H2O負極：2H2-4e-f4H+總反應式：2H2+O2=2H2O.氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)）正極：O2+2H2O+4e-f4OH-負極：2H2-4e-+4OH-f4

5、H2O總反應式：2H2+O2=2H2O.鉛蓄電池（放電）正極（PbO）：2PbO2+2e-+SO42-+4H+fPbSO4+2H2O負極(Pb)：Pb-2e-+SO/-PbSO4總反應式：Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O.AlNaOHMg原電池正極：6H20+6e-3H2f+6OH-負極：2Al-6e-+80H-2A102-+4H20總反應式：2A1+20H-+2H2O=2AlO2-+3H2f.CH4燃料電池（堿性介質(zhì)）正極：202+4H20+8e-80H-負極：CH4-8e-+100H-C032-+7H20總反應式：CH4+202+20H-=C032-+3H20.熔

6、融碳酸鹽燃料電池（Li2c03和Na2c03熔融鹽作電解液，C0作燃料）：正極：02+2C02+4e-2C032-（持續(xù)補充C02氣體）負極：2C0+2C02-4e-4C02總反應式：2C0+02=2C02.銀鋅紐扣電池（堿性介質(zhì)）正極（Ag20）：Ag20+H20+2e-2Ag+20H-負極（Zn）：Zn+20H-2e-Zn0+H20總反應式：Zn+A&0=Zn0+2Ag例1.原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關，也與電解質(zhì)溶液有關。下列說法中不正確的是A.由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負極反應式為Al3e=Al3+B.由Mg、Al、Na0H溶液組成原電池，其負極反應式為Al3e+4

7、0H=Al02-+2H20C.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為Cu2e=Cu2+D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為Cu2e=Cu2+答案：C例2.鋅銅原電池（如圖）工作時，下列敘述正確的是A.正極反應為Zn2e=Zn2+B.電池反應為Zn+Cu2+=Zn2+CuC.在外電路中，電流從負極流向正極D.鹽橋中的K+移向ZnS04溶液【答案】B例3.甲醇、空氣（含C02）,與碳酸鋰熔融鹽燃料電池。甲醇被氧化，因此通甲醇的一極是負極，C032-參與反應。負極反應：正極反應：總反應：例4.判斷下列原電池的正負極？并寫出正負極電極方程式NaOH濃HN。?例5.固體氧化

8、物燃料電池是由美國西屋NaOH濃HN。?例5.固體氧化物燃料電池是由美國西屋（Westinghouse）公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯一氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子（O2一）在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是（）A.有02放電的a極為電池的負極B.有H2放電的b極為電池的負極C.a極對應的電極反應式為02+2H20+4e=40HD.該電池的總反應方程式為2H2+02=高溫=2地0答案：BD知識點二、發(fā)展中的電源原原子能電池：將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池：將太陽能轉(zhuǎn)化為電能

9、的裝置一次電池：活性物質(zhì)消耗到一定程度就無法繼續(xù)使用的電池，如：普通鋅錳電池等。八將化學能化學轉(zhuǎn)化為電電池能的裝置二次電池：又稱為充電電池或蓄電池，放電后可充電式活性物質(zhì)獲得再生。如鉛蓄電池等。電池燃料電池：如氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等等。1.鋅鎰干電池結(jié)構(gòu):鋅錳干電池是以鋅筒為負極，石墨棒為正極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作電解質(zhì)。(2)原理：鋅錳電池是一次性電池，放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的。負極發(fā)生的電極反應為Zn2e-=Zu+,正極發(fā)生的電極反應為2MnO2+2NH+2e-=MnO3+2NH3+H2Oo缺陷與改進：鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容

10、易發(fā)生氣漲或漏液，會導致電器設備的腐蝕。改進措施：在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池；將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4C1換成濕的KOH,并在構(gòu)造上進行改進，制成堿性鋅錳電池。.充電電池潘液潘液充電電池又稱二次電池。充電電池在放電時所進行的氧化還原反應,在充電時又逆向進行，生成物成新轉(zhuǎn)化為反應物,使充電、放電可在一定時間內(nèi)循環(huán)進行。充電電池中能量的放電轉(zhuǎn)化關系是化學能充電電能。常見的充電電池鉛蓄電池負極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液，常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。鎳鎘電池以Cd為負極，NiO(OH)為正極，以KOH為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池長，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄鎳鎘電池如不回

11、收，會嚴重污染環(huán)境。堿金屬中的反是最輕的金屬，活潑性極強，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。.燃料電池氫料燃料電池構(gòu)造示意圖氫料燃料電池構(gòu)造示意圖燃料電池是通過燃料與氧化劑分別在兩個電極上發(fā)生氧化還原反應，將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應物不是儲存在電池內(nèi)部，而是由外設裝備提供燃料和氧化劑等。以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應如下：負極：2H2+4OH-4e-=4叩(氧化反應)；正極：O2+2H2O+4e-=4OH（還原反應）;總反應：2H2+02=2與0。例

12、6.燃料電池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟氧氣（或空氣）起反應將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是（）A.負極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-B.負極反應式：CH4+8OH-8e-=CO2+6H2Oc隨著放電的進行:溶液的氫氧根濃度不變D.放電時溶液中的陰離子向負極移動解析O2+2H2O+4e-=4OH-應為正極反應式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強堿溶液中逸出，它將進一步反應轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負極反應式為CH4+10OH-8e-=CO+7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應，所以溶液的c（OH-）將減小。32答案D例7燃料電池是目前

13、電池研究的熱點之一?，F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所-KOH溶液示-KOH溶液a極是負極，該電極上發(fā)生氧化反應b極反應是O2+4OH4e-=2H2OC.總反應的化學方程式為2H2+O2=2H2OD.氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源答案B解析a極通H2為負極，電極反應式為2H2+4OH4e-=4H2O發(fā)生氧化反應，A正確；b極通O2為正極，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-,B不正確；正負極電極反應式相加得總反應為2H2+O2=2H2O,C正確；氫氧燃料電池的能量高，且產(chǎn)物為水，對環(huán)境無污染，故是具有應用前景的綠色電源，D正確。例8.對化學電源的敘述正確的是（）A.化學

14、電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高B.化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位C.化學電源均是安全、無污染的D.化學電源即為可充電電池答案A解析由于是化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化，節(jié)省了許多中間環(huán)節(jié)，所以化學電源對化學能的利用率比火力發(fā)電高得多，但火力發(fā)電仍居世界耗電量的首位；化學電源一般較安全，但含重金屬的電源如果隨意丟棄，將會給環(huán)境帶來嚴重的污染；有些化學電源是可充電電源（如鎳鎘電池），有些是不可充電的（如干電池）。例9.廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是（）A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣

15、B.碳棒取出洗凈用作電極C.把銅帽取下洗凈回收利用D.電池內(nèi)部填有NHCl等化學物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥施用4答案D解析雖然氯化銨是一種化學肥料，但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì)，如果用作化肥，會污染土壤，進入生物鏈后，影響人體健康。隨堂練習：.日常所用干電池的電極分別為石墨棒(上面有銅帽)和鋅皮,用糊狀NH4C1和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入Mn02吸收H2),電極反應式可簡化為Zn-2e-Zn2+,2N+2e-2NH3f+H2f(NH3與Zn2+能生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。根據(jù)上述判斷,下列結(jié)論正確的是()鋅為正極,石墨為負極鋅為負極,石墨為正極電池工作時，電子由石墨極經(jīng)過外電路流向鋅極長

16、時間連續(xù)使用時，內(nèi)裝糊狀物可能流出,從而腐蝕用電器A.B.C.D.解析由負極失電子發(fā)生氧化反應，正極得電子發(fā)生還原反應，可判斷出不正確，正確;在外電路中，電子從負極流向正極,不正確;長時間連續(xù)使用該電池，由于鋅皮慢慢溶解而破損,且MnO2不斷吸收H2發(fā)生反應生成MnO(OH),使糊狀物越來越稀,故其容易流出而腐蝕用電器，正確。答案D.銀氫電池的總反應式是H2+2Ni0(0H)*2Ni(0H)2,根據(jù)此反應式判斷，此電池放電時，負極發(fā)生反應的物質(zhì)是()A.NiO(OH)B.Ni(OH)2C.H2D.H2和NiO(OH)解析電池放電時,負極發(fā)生氧化反應,即失去電子,化合價升高的物質(zhì)作負極或在負極上

17、反應。答案C.實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取Cl2,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應：負極：Pb+S-2e-PbS04正極:PbO2+4H+S+2e-一PbS04+2H20今欲制得Cl20.050mol,這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是()A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol解析要求得硫酸的量，需首先找出鉛蓄電池的總反應。將上述兩個電極反應合并可得:Pb+PbO2+2H2s04一2PbS04+2H20o而在制取C12時，每生成1molC12,電子轉(zhuǎn)移2mol,現(xiàn)需要轉(zhuǎn)移電子0.050molX2=0.100mol。由鉛蓄電池總反應可知,每

18、轉(zhuǎn)移0.100mol電子，將消耗0.100mol硫酸。答案C.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示,放電時的電池反應如下:Pb02+Pb+2H2s042PbS04+2H20o根據(jù)此反應判斷下列敘述中正確的是()A.PbO2是電池的負極B.Pb是負極C.PbO2得電子，被氧化D.電池放電時,溶液酸性增強解析根據(jù)電池反應知放電過程中鉛失去電子，因此它是原電池的負極，其電極反應式為Pb+S-2e-PbS04B項正確;Pb02在放電過程中得到電子被還原,所以它是原電池的正極,因此A、C兩項錯誤；由于原電池放電的過程中消耗硫酸,所以溶液的酸性減弱,故D項錯誤。答案B.目前，科學家提出了一種經(jīng)濟而

19、且理想的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關于此循環(huán)體系,下列說法中錯誤的是()太陽能HjO電能擄料電池A.燃料電池能夠使化學反應產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能B.燃料電池中通入H2的一極作負極,發(fā)生氧化反應C.在此循環(huán)中發(fā)生了反應:2H20=2H2f+02fD.目前化學家急需解決的問題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑解析氫氧燃料電池的負極通入H2,發(fā)生氧化反應;正極通入O2,發(fā)生還原反應,故B項正確;原電池都是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故A項正確;推廣氫能的關鍵是尋找合適的催化劑,利用太陽能分解水,D項正確;水的分解不是可逆反應,C項錯誤。答案C6.如下圖所示,可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸

20、式(當電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式當電解質(zhì)溶液為NaOH(aq).或KOH(aq)時兩種。試回答下列問題：2c-nm-pn情性電解質(zhì)溶液氫氧燃料電池示意圖(1)酸式電池的電極反應:負極正極;電池總反應:正極(2)堿式電池的電極反應:負極正極;電池總反應:正極解析正極上,O2得電子變?yōu)镺2-,溶液中O2-不能單獨存在;酸性條件下與H+結(jié)合生成H2O。負極上,H2失電子變?yōu)镠+,H+進入電解質(zhì)溶液。電池總反應為H2和O2生成水的反應。正極上,O2得電子變?yōu)镺2-,溶液中O2-不能單獨存在,堿性條件下與H2O分子結(jié)合生成OH-;負極上,H2失去電子變?yōu)镠+,堿性條件下H+不能大量存在,與OH-結(jié)合生成

21、水。電池總反應也是H2和O2生成水的反應。答案(1)2H2-4e-4H+02+4e-+4H+2H202H2+022H20(2)2H2-4e-+40H-4H2002+4e-+2H2040H-2H2+022H207.銀鎘可充電電池在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應用,它的充、放電反應為Cd+2Ni00H+2H2c京Cd(OH)2+2Ni(OH)2。泉鎘電池示意圖請回答下列問題：放電時，還原反應在(填a”或b”)極進行，負極的電極反應式為,在放電過程中，正極附近的電解質(zhì)溶液堿性會(填“增強”或“減弱”)。鎳鎘廢舊電池必須進行回收并集中處理,最主要的原因是。解析由題給示意圖知,銀鎘電池用，電流方向是由b極流向a

22、極，故a極為負極,b極為正極;放電時,正極發(fā)生反應Ni00H+H2D+e-Ni(OH)2+0H-,是還原反應;鎘在負極發(fā)生氧化反應,分兩步：Cd-2e-Cd2+,Cd2+20H-Cd(OH)2,負極反應式為Cd-2e-+20H-Cd(OH)2;正極附近電解質(zhì)溶液的堿性增強,負極附近電解質(zhì)溶液的堿性減弱。(2)鎳鎘廢舊電池中殘留的Cd2+、Ni2+等重金屬離子易對土壤和水源造成污染。答案(l)bCd-2e-+20H-Cd(OH)2增強鎳鎘廢舊電池中殘留的Cd2+、Ni2+等重金屬離子易對土壤和水源造成污染課后作業(yè);鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極發(fā)生的反應是()A.2H+2e=H2B.2H20+02+

23、4e40HC.Fe=Fe2+2eD.40H-4e2H20+02100mL濃度為2molL-i的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是()助加入適量的6molL-1的鹽酸8.加入數(shù)滴氯化銅溶液。加入適量蒸餾水0.加入適量的氯化鈉溶液家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是()A.4Fe(0H)2+2H20+02=4Fe(OH)3；B.2Fe+2H20+022Fe(OH)2；C.2H20+02+4e=40HD.FeFe3+-3e下列敘述中正確的是()A.構(gòu)成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬B.由Cu、Zn作電極與CuS

24、O4溶液組成的原電池中Cu是負極C.馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質(zhì)溶液接觸的錫先被腐蝕D.銅鋅原電池工作時，若有13g鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為硫酸，工作時反應為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbS04+2H20下列結(jié)論正確的是()A.Pb為正極被氧化B.SO42-只向PbO2極移動C.電解質(zhì)溶液密度不斷減小D.溶液的pH不斷減小.燃料電池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧氣或空氣起反應，將此反應的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液通常是四口溶液。下列關于甲烷燃料電池的說法不正確的是()A.負極反應式為：CH4+100H-

25、8e-C032-+7H20B.正極反應式為：202+4H20+8e=80HC.隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變D.甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃料的能量利用率大.如下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為()A.B.A.B.C.D.微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH,電池反應為：Ag,0+Zn=2Ag+ZnO。據(jù)此判斷下列敘述，其“中正確的是（）2A.Ag2O是正極，Zn是負極在使用過程中，電池負極區(qū)溶液pH減小C.在使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極D.Zn極發(fā)生還原反應，Ag2O2極發(fā)生氧化反應如下圖所示容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時,由快到慢的順序是（）A.，內(nèi)海B.國海C.D.鐵釘與碳棒用導線連接后,浸入到0.01molL-1的食鹽溶液中,可能發(fā)生的反應是（）A.碳棒上放出Cl2B.碳棒附近產(chǎn)生OH-C.碳棒上放出O2D.鐵釘被氧化燃料電池是一種新型的無污染、無噪音、高效率的汽車動力和發(fā)電設備,試解答下列問題：宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電極反應為2H2-4e-+40H=4H20,02+2H20+4e=40H-，正極發(fā)生的是反應（填“氧化”或“還原”），總化學反應方程式是:燃料電池在發(fā)電的同時還合成了水，這正好解決了宇航員在太空中飲水的問