原电池电极反应式的书写策略

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1、原电池电极反应式的书写策略四川省雅安市雅安中学郑环蓉邮编625000摘要中学阶段常见原电池通常有三类:仁用除Au、Pt外的金属作负极的原电池。2、燃料电池。3、可充电放电的电池。本文主要介绍三类原电池电极反应式的书写方法和共同的书写法。关键词原电池电极反应式加减法正文一、常见原电池的电极反应式(一)用除Au、Pt外的金属作负极的原电池1、电解质溶液呈中性或弱硯性%1钢铁的腐蚀:Fe溶有O2的水膜

2、C负极2Fe-4e=2Fe2+正极O2+2H2O+4e・=4OH・%1海水标志灯:Al

3、溶有02的Na

4、Cl溶液

5、C负极4A1-12e-=4A13+正极3O2+6H2O+12e・=12OH心脏起搏器:Zn

6、血液

7、Pt负极2Zn-4e・=2Zn2+正极O2+2H2O+4e・=4OH-此类原电池的电极反应式可归纳如下:负极金JS-ne・=金属阳离子正极O2+2H2O+4e-=4OH-2、电解质溶液呈强酸性%1溶液中H+在正极放电(H+来自非氧化性酸,负极金厲在金厲活动顺序表中位于H之前)Cu

8、

9、Zn如:负极Zn-2e-=Zn2+正极2H++2e-=H2t稀H2SO4%1正极发生吸氧腐蚀(负极金厲在金厲活

10、动顺序表中位于H之后,Pt之前£如:负极2Cu-4e・=2Cu2+正极O2+2H2O+4e・=4OH・稀H2SO4%1酸根离子在正极放电(酸为氧化性酸)Cu

11、

12、C如:负极3Cu-6e-=3Cu2+正极2NO3++8H++6e・=2NOt+4H2O稀HNO3注:若酸为浓HNCh,两极材料为A1或Fe和除Au.Pt之外的金厲,此时A1或Fe应作原电池的正极。因为A1或Fe常温时在浓HNCh中会钝化,活动性已大幅度减弱。3、溶液呈弱酸性(弱酸性由盐的水解反应引起,如Cu2Fe3Ag+等),正极上应是

13、电解质的阳离子放电。如:负极Fe-2e-=Fe2+正极2Fe3++2e・=2Fe3+FeClj溶液4、溶液呈强礪性%1两极材料中无铝正极发生吸氧腐蚀负极0正极4e・650°C4e_4e_2CO.?-o2h2o反应原理示意图3CO22CO2%1两极材料中有铝,此时铝作原电池的负极。因为在强碱性溶液中铝比其他金属活泼。负极:2A1-6e+8OH・=2A1O2-+4H2O正极:6H2O+6L=3H2t+6OH-该类电池的共同点:负极的电极反应本质类同,皆为金厲失电子的反应。关键在于两极活动性的判断(金属

14、活动性强弱主要取决于自身结构,但也要受外界环境影响'而正极则视电解质溶液的不同而不同。(二)燃料电池1.熔融盐燃料电池以熔融碳酸盐电池为例,用一定比例的LiCCh和Na2CO3低熔混和物为电解质,操作温度为650°C,在此温度下以標为催化剂,以煤气(CO、H2)直接作燃料,其工作原理如图1所示。仔细观察知:co+h2H2O+CO2%1正极:lmolO2得4mole•和2molCO2反应生成2CO32・即O2+2CO2+4e-=2CO32-%1负极:lmolCO和lmolH2共同失去4mole-,进

15、一步结合传导至负极的2molCO32-生成lmolH2O和3molCO2即CO+H2+2CO32・-4e・=3CO2+H2O%1导电离子:COs?•由正极定向移动至负极导电%1总反应式CO+H2+O2=CO2+H2O%1特点:部份CC)2循环使用2、碱性燃料电池(电解质为KOH溶液)以氢氧碱性燃料为例,其工作原理如2所示。①正极:02得电子生成O'-,CP.结合电极周0®H2OO2+2H2O+4e・二4OH・②负极:H2失电子形成H*IT进一步H+t—OH-结合电极周的OH・形成H2O氢气入口氧气

16、入HJ-OH•H2Oa电极电解液b电极图2即:2H2-4e-+4OH-=4H2O%1导电离子:OH•由正极定向移动至负极导电%1总反应式:2H2+O2=2H2O(CH3OH)等燃料适用范围广,不仅能用H2,还可用天然气(CH4X甲醇作燃料。%1CH4碱性燃料电池电极反应式为:正极:2O2+4H2O+8e・二8OH・负极:CH2+10OH・-8e・=CO32-+7H2O总反应式CH4+2O2+2OH・=CO32・+3H2O3、固休氧化物燃料电池(电解质是固休氧化物)该电池以固休氧化错一毫化轮为电解质

17、,这种固休电解质在高温2e-1/202(干燥)2e・下允许氧离子(O'-)自由通过。其工作原理如3所示。02-2e・多孔电极a固体电解质多孔电极b①正极:C>2得电子形成,即C)2+4e・=2O2-②负极:H2失电子生成H+,IT进一步结合传导至负极的O'•生成H2O即2H2・4e・+2O2-=2H2O%1导电离子:02•由正极定向移动至负极导电%1总反应式:2H2+O2=2H2O燃料不仅能用H2,还可用CO、CH4.婭等。丁烷固休氧化物燃料电池电极反应式为:正极:1302+52e

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