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—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- === 4OH- (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 + 3H2O (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- === 12OH-(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 + 2OH- (还原反应) 化学方程式:Zn + 2MnO2 + 2H2O === Zn(OH)2 + MnOOH
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 + 2OH- (还原反应) 化学方程式:Zn + Ag2O + H2O === Zn(OH)2 + 2Ag
8、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 + 8OH- - 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+ 3H2↑
10、锂电池一型:(负极--金属锂、正极--石墨 电解液:LiAlCl4---SOCl2 )
负极:8Li - 8e- === 8Li+ (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
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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 + 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O
2、铁--镍电池:(负极--Fe 、正极—NiO2 电解质:KOH溶液)
放电时 负极: Fe - 2e- + 2OH– === Fe(OH)2 (氧化反应)
正极:NiO2 + 2H2O + 2e— === Ni(OH)2 + 2OH– (还原反应)
充电时 阴极:Fe(OH)2 + 2e- === Fe + 2OH– (还原反应)
阳极:Ni(OH)2 - 2e- + 2OH– === NiO2 + 2H2O (氧化反应)
总化学方程式:Fe + NiO2 + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2
3、LiFePO4电池(正极—LiFePO4、负极—石墨 电解质:含Li+导电固体 ) 放电时 负极:Li – e- === Li+ (氧化反应)
正极:FePO4 + Li+ + e- === LiFePO4 (还原反应)
充电时 阴极:Li+ + e- === Li (还原反应)
阳极:LiFePO4 - e- === FePO4 + Li+ (氧化反应)
总化学方程式:FePO4 + Li
4、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH 电解质:KOH溶液 )
放电时 负极:Cd - 2e— + 2OH– === Cd(OH)(氧化反应) 2
正极:2NiOOH + 2e+ 2H2O === 2Ni(OH)2 + 2OH (还原反应)
充电时 阴极:Cd(OH)2 + 2e- === Cd + 2OH– (还原反应)
阳极:2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH- === 2NiOOH + 2H2O (氧化反应)
总化学方程式:Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
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:LaNi5H6-6e— + 6OH– === LaNi5 + 6H2O (氧化反应)
正极:6NiOOH + 6e— + 6H2O === 6Ni(OH)2 + 6OH– (还原反应) 充电时 阴极:LaNi5 + 6e- + 6H2O === LaNi5H6 + 6OH– (还原反应)
阳极:6Ni(OH)2- 6e— + 6OH– === 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)
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LiFePO4
总化学方程式:LaNi5H6 + 6NiOOH
LaNi5 + 6Ni(OH)2
6、高铁电池:(负极—Zn、正极---石墨 电解质:浸湿固态碱性物质 ) 放电时 负极:3Zn - 6e- + 6OH–=== 3Zn(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 + 6OH– (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 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH
7、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,
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 + xLi+ (氧化反应)
正极:Li(1-x)CoO2 + xe- + xLi+ === LiCoO2 (还原反应)
充电时 阴极:Li(1-x)C6 + xLi+ + xe- === LiC6 (还原反应)
阳极:LiCoO2 – xe- === Li(1-x)CoO2 + xLi+ (氧化反应) 总反应方程式:Li(1-x)CoO2 + LiC6
LiCoO2 + Li(1-x)C6
燃料电池
一、氢氧燃料电池
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反应为:2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况: 1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)
负极:H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (氧化反应) 正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH— (还原反应) 总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O 2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极:H2 –2e === 2H
-+
(氧化反应)
正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应) 总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O 3、电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极:H2 – 2e- === 2H+ (氧化反应) 正极:O2 + H2O + 4e- === 4OH— 总反应方程式 :2H2 + O2 === 2H2O
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O2- 3、中性溶液反应物中无H+和OH- 4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH-
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 + 6H20 === 12OH (还原反应)
负极:2CH-3OH –12e + 16OH— === 2CO2- 3+ 12H2O (氧化反应) 总反应方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O 2.酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 正极:3O2 + 12e- + 12H+ === 6H2O (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:2CH3OH–12e- +2H+2O==12H+2CO2 (氧化反应) 总反应式:2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O (氧化反应)
三、CO燃料电池(总反应方程式均为:2CO+O2=2CO2)
1、熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,合气为正极助燃气)
正极:O2-2 +4e- + 2CO2 = 2CO3 (还原反应) 负极:2CO + 2CO2-3 - 4e- === 4CO2 (氧化反应) 2、酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 正极:O-2 + 4e + 4H+ === 2H2O (还原反应) 负极:2CO–4e- + 2H2O === 2CO2 + 4H+ (氧化反应)
四、肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH— (还原反应) 负极:N— 2H4 + 4OH- 4e- === N2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式:N2H4 + O2 === N2 + 2H2O
CO2的混
空气与