电池的方程式及电极反应练习

电池的方程式及电极反应式
陌生电极方程式的书写
燃料电池中，正极为O2：O2 + 4e- === 2O2-
（1）O2-在酸性条件下不能单独存在，结合H+生成H2O即：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
（2）O2-在中性、碱性条件下不能单独存在，结合H2O生成OH-即O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。

（3）O2-在无水条件下，可与CO2反应变成CO32－即：O2 + CO2+ 4e- === 2CO32－
负极电极反应书写步骤：
（1）写出反应物与产物（注意环境介质对反应产物的影响），并标出变价元素的化合价
（2）通过变价元素，计算失去的电子数并将变价元素进行配平
（3）通过电荷守恒，补H+（代替正电荷）OH-（代替负电荷）H2O（氢氧配平，不带电）
说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+
2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-
3.中性溶液反应物中无H+和OH-
4.水溶液中不能出现O2-
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：
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（碱性电解质或中性介质）
负极的电极反应式为：
正极的电极反应式为：
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）
负极的电极反应式为：
正极的电极反应式为：
二、甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：
1．碱性电解质（KOH溶液为例）
总反应式：
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）
总反应:
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同
三、甲烷燃料电池
甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，
总反应为：。

负极的电极反应式为：
正极的电极反应式为：
说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
四、铝–空气–海水电池
我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。

只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。

电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。

负极的电极反应式为：；
正极的电极反应式为：；
总反应式为：
说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积。

【练习】
1．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。

正极的电极反应式为：；
负极的电极反应为：；
2．（2011安徽高考）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl＝Na2Mn5O10+2AgCl。

下列“水”电池在海水中放电时。

正极的电极反应式为：；
负极的电极反应为：；
3．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右
图。

正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
4．（2012福州质检）微生物燃料电池(MicrobialFuelCell ，MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。

以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如右： 正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
5．碱性锌锰电池的总反应是：Zn + 2MnO 2 + 2H 2O === 2MnOOH + Zn(OH)2，电解质是KOH 。

正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
6．（2010安徽高考）某固体酸燃料电池以CaHSO
4固体为电解质传递H +，其基本结构见下图，
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
7．（2010宁德质检）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸，
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
8．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为： Fe+Ni 2O 3+3H 2O= Fe （OH ）2+2Ni(OH)2。

正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
9．银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag 2O 2 转化为Ag ，负极的Zn 转化为K 2Zn(OH)4，写出该电池反应方式： ；
10．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 + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 放电
充电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 题3
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
11．乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为：2CH2＝CH2 + O2→ 2CH3CHO。

正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
12．镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH中的M表示储氢金属或合金。

该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH
正极的电极反应式为：
负极的电极反应式为：
13．电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，
阳极的电极反应式为：
阴极的电极反应式为：
14．元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NO x的吸收能力逐渐增强。

通过NO x传感器可监测NO x的含量，其工作原理示意图如下：
写出NiO电极的电极反应式：___________________。

15．根据可逆反应：AsO43－＋2I－＋2H＋AsO33－＋I2＋H2O，设计如下图所示实验装置。

B烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液，A烧杯中装有I2和KI溶液。

两烧杯中用一倒置的装有饱和KI溶液的U型管相连，该装置称为盐桥，其作用是避免两烧杯中的溶液相混合，又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。

C1、C2棒为惰性电极。

进行如下操作：
①向A溶液中逐滴加入浓HCl，发现电流计指针发生偏转；
②若改向B溶液中滴加40%的NaOH溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。

试回答以下问题：
（2）操作①过程中，C1棒上发生的电极反应式为：，操作②过程中C2棒上发生的电极反应式为：。

[答案]
一、2H2 + O2 === 2H2O
1、负极：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O；正极：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。

2、负极：H2－2e- === 2H+正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
二、1、总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O
正极：3O2 + 12e- + 6H2O===12OH-负极：CH4O – 6e- + 8OH- === CO32-+ 6H2O
2. 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O
正极：3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极：2CH4O – 12e-+2H2O === 12H++ 2CO2↑
三、总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。

负极：CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
四、负极：4Al－12e－===4Al3+；正极：3O2+6H2O+12e－===12OH－；
总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
【练习】
1、正极：H2O2+2e－==2OH－负极：Mg – 2e－+ 2OH－=== Mg(OH)2
2、正极：5MnO2+2e－＝Mn5O102－负极：Ag+Cl－－e－＝AgCl
3与6题相同、正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极：H2－2e- === 2H+
4、负极：C6 H12 O6+6 H2O一24e=6 CO2↑+24 H+正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
5、正极：MnO2 +e－+ H2O === MnOOH + OH－负极：Zn +2 OH－-2e－=Zn(OH)2
7、正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极：SO2 + 2H2O－2e－===SO42－+ 4H+
8、正极：Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH- 负极：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
9、电池反应方式：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O＝2K2Zn(OH)4+2Ag
10、负极：Zn—2e—+2OH—= Zn(OH)2
+ 4H2O+3e—= Fe(OH)3 + 5 OH—
正极：FeO 2
4
11、正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 负极：CH2＝CH2－2e- + H2O→ CH3CHO + 2H+
12、正极：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－负极：MH + OH－－e－=H2O + M
13、阳极：NO－3e－＋2H2O===NO－3＋4H＋阴极：NO＋5e－＋6H＋===NH＋4＋H2O
14、NO＋O2－－2e－===NO2。