常见化学电源电极反应式的书写
化学电池电极反应式书写难点突破
化学电池电极反应式书写难点突破广州六中陈少华一、理解对电极反应式书写的要求1．从教材中获得的信息《化学反应原理》（选修4）71页，通过分析电极反应来说明原电池的工作原理。
73页习题2、6要求设计原电池，书写电极反应式。
教材中75至77页，通过分析电极反应来介绍常见的化学电源的反应原理，让学生在必修2《发展中的化学电源》的基础上得以拓宽和加深。
78页习题4，明确要求写出铅蓄电池在放电、充电时两极反应的化学方程式及总反应的化学方程式。
同样在《金属的电化学腐蚀与防护》中85页、87页习题1、2，钢铁的电化学腐蚀的电极反应也作了明确的要求。
2．从省考试说明中获得的信息08年广东省考试说明中的要求：“了解原电池和电解池的工作原理，能写书电极反应和电池反应方程式。
了解常见化学电源的种类及其工作原理。
”“理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
”3．从高考题中获得的信息（08广东）T5.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①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④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. ①②B.②③C.②④D.③④T16.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 放电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LiFePO4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（08江苏）T5．镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
燃料电池电极反应式书写的规律
燃料电池电极反应式书写的规律山东省东营市利津县第二中学孙娟妮殷建鹏原电池知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考的热点，在学习原电池时，学生最感到困难的是电极反应式的书写，特别燃料电池的电极反应式的书写，为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法，我结合自己的教学体会谈谈这方面的问题，供大家参考。
燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能的一种电池。
燃料即化石燃料以及由此得到的衍生物，如氢、肼、烃、煤气等液体和气体燃料；氧化剂仅限于氧和空气。
燃料电池基本结构与一般化学电源相同，由正极（氧化剂电极）、负极（燃料电极）和电解质构成，但其电极本身仅起催化和集流作用。
燃料电池工作时，活性物质由外部供给，因此，原则上说，只要燃料和氧化剂不断地输入，反应产物不断地排出，燃料电池就可以连续放电，供应电能。
氢氧燃料电池基本结构所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池，在书写时应注意以下几点：1.电池的负极一定是可燃性气体，失电子，元素化合价升高，发生氧化还原反应；电池的正极一定是助燃性气体，得电子，化合价降低，发生还原反应。
2.燃料电池两电极材料一般都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，两电极只是传导电子的作用。
3.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒。
4.写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子。
5.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。
2023届高三化学二轮复习选择题突破题型(三)电化学(共62张PPT)
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命题视角
创新设计
[典例1] 科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如下， 电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质 甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是( D )
A.放电时，负极反应为 Zn－2e－＋4OH－
===[Zn(OH)4]2－
根据电荷守恒和反应环境呈强碱
③根据电荷守恒、原子守恒及电解质性 质，在初步书写的电极反应式两侧补充介 质，配平电极反应式。介质常为 H2O、H ＋、OH－等
性进行补项。负极：在左边补充 “4OH－”、右边补充“2H2O”，得 4Al－12e－＋16OH－===4AlO－2 ＋ 8H2O。正极：在左边补充“2H2O”、 右边补充“2OH－”，得 3Ag2O2
A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－=== Li2O2
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命题视角
创新设计
解析 充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li) 和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋O2， A正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳 极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；放 电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向 正极迁移，C错误；放电时总反应为2Li＋O2===Li2O2，则正极反应为O2＋2Li＋ ＋2e－===Li2O2，D正确。
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ch4燃料电池电极反应式
ch4燃料电池电极反应式
(碱性介质下的甲烷燃料电池)负极: CH4+100H - - 8e-===C032- +7H20 正极:
202+8e-+4H20===80H-;总反应方程式为: CH4+202+2KOH===K2C03+3H20。
(酸性介质下的甲烷燃料电池)负极: CH4-8e-+2H20===C02+8H+正极: 202+8e-+8H+===4H20;总反应方程式为: 202+CH4===2H20+C02。
甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。
燃料电池是燃料和氧化剂(一般是氧气)在电极附近参与原电池反应的化学电源。
甲烧(CH4)燃料电池就是用沼气(主要成分为CH4)作为燃料的电池,与氧化剂02反应生成C02和H20.反应中得失电子就可产生电流从而发电。
美国科学家设计出以甲烧等碳氢化合物为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池。
燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。
但传统燃料电池使用氢为燃料,而氢既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下。
甲烧(系统名为“碳烧”,但只在介绍系统命名法时会出现,一般用习惯名“甲烷”)在自然界的分布很广,甲烧是最简单的有机物,是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。
也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。
它
可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氧酸及甲醛等物质的原料。
2020届高三化学二轮备考(选择题突破)：原电池原理及应用 化学电源【考点透析 答案 解析】
2020届高三化学二轮备考（选择题突破）：——原电池原理及应用化学电源【考点透析】1．牢记原电池的工作原理原电池2.抓牢正、负极的判断方法原电池3.掌握新型化学电源中电极反应式的书写(1)理清书写步骤(2)燃料电池中不同环境下的电极反应式以甲醇、O2燃料电池为例：酸性介质，如稀H2SO4负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋正极32O2＋6e－＋6H＋===3H2O碱性介质，如KOH溶液负极CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O正极32O2＋6e－＋3H2O===6OH－熔融盐介质，如K2CO3负极CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O正极32O2＋6e－＋3CO2===3CO2－3高温下能传导O2－的固体作电解质负极CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O正极32O2＋6e－===3O2－5．把握可充电电池题目的解答思路【提升训练】1．(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
下列说法错误的是( )A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动解析：选B A正确，该方法可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件；B错误，该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV ＋；C正确，右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，右端电极是正极，在正极区，N2得到电子生成NH3，发生还原反应；D正确，原电池内电路中，H＋通过交换膜由负极区向正极区移动。
2．(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。
高中化学 燃料电池电极反应式
燃料电池的工作原理燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。
燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。
燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。
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)负极发生的反应为：H2＋2e-＝2H＋，2H＋＋2OH－＝2H2O，所以：负极的电极反应式为：H2－2e-＋2OH－＝2H2O；正极是O2得到电子，即：O2＋4e-＝O2－，O2－在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH－即：O2－＋2H2O＝4OH－，因此，正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e-＝4OH－。
2．电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极的电极反应式为：H2＋2e-＝2H＋正极是O2得到电子，即：O2＋4e-＝O2－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合H＋生成H2O即：O2－＋2H＋＝H2O，因此正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e-＝2H2O(O2＋4e-＝O2－，O2－＋4H＋＝2H2O)3.电解质是N A Cl溶液(中性电解质)负极的电极反应式为：H2＋2e-＝2H＋正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e-＝4OH－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－。
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：2CH4O＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O正极的电极反应式为：3O2＋12e-＋6H2O＝12OH－负极的电极反应式为：CH4O－6e-＋8OH－＝CO32－＋6H2O2.酸性电解质(H2SO4溶液为例)总反应：2CH4O＋3O2＝2CO2＋4H2O正极的电极反应式为：3O2＋12e-＋12H＋＝6H2O负极的电极反应式为：2CH4O－12e-＋2H2O＝12H＋＋2CO2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，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4＋2KOH＋2O2＝K2CO3＋3H2O。
高三化学 原电池和电解池的原理所有知识点
原电池电极反应式的书写•原电池电极反应式的书写：(1)以铜锌原电池为例：负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+正极（Cu）：2H++2e-=H2↑(2)正负极反应式的书写技巧：①先确定原电池的正负极，在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子，找到电极反应中还需要的其它离子。
此时要注意溶液的酸碱性，从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。
因Zn反应后生成了Zn(OH)2，而KOH为电解质，可知负极上OH-参与了反应。
MnO2生成了MnO(OH)，即增加了氢元素，可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式，即要注意配平和物质的正确书写形式，应按照离子方程式的书写要求进行。
②中反应的电极反应式为：负极：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO(OH)+2OH-（若只要求写正极的反应式，也可以写成MnO2+H2O+e-＝MnO(OH)+OH-）原电池总反应式的书写：将正负电极反应相加，即为原电池总反应式。
•原电池正、负极的判断方法：原电池有两个电极，一个是正极，一个是负极，判断正极和负极的方法有以下几种。
1．由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流动方向判断在外电路，电流由正檄流向负极；电子由负极流向正极3．根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
5．X极增重或减轻工作后，X极质量增加，说明X极有物质析出，X 极为正极：反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X 极为负极6．X极有气泡冒出工作后，x极上有气泡冒出，一般是发生了析出H，的电极反应，说明x极为正极。
原电池与电解池知识点总结复习整理
1．复习重点1．原电池的电极名称及电极反应式，2．对几种化学电源的电极反应式的认识和书写，3．原电池原理的应用。
4．其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
一、原电池原理1、定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置2、构成要素（-）较活泼的金属（a）电极（+）较不活泼的金属或非金属（b）电解质溶液（c）闭合回路3、原电池原理：电子负极正极活泼的一极（导线）不活泼的一极流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应（1）电极反应Zn-2e=Zn2+2H++2e=H2↑（2）电池总反应Zn+2H+=H2↑+ Zn2+（3）、微粒流向：外电路：电子：负极导线正极内电路：离子：阳离子向正极移动小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。
1．复习重点1．电解原理及其应用，放电顺序，电极反应式的书写及有关计算；2．氯碱工业。
2．难点聚焦二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。
放电顺序是 K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H +)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO 3-、SO 42-、CO 32-)、F -失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。
要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。
如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。
如理论上H +的放电能力大于Fe 2+、Zn 2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe 2+]或[Zn 2+]>>[H +]，则先在阴极上放电的是Fe 2+或Zn 2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe 和Zn 。
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第 1 页 共 5 页 佀进东 常见化学电源电极反应式的书写 【08040106】
1．甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如下图所示：
通入a气体的电极是电池的________(填“正极”或“负极”)，其电极反应为 ________________________________________________________________________。 答案08040112 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 解析 根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极，通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
2．利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极的电极反应式为 ________________________________________________________________________。 答案08040112：4H＋ ＋ O2＋4e－===2H2O 3．Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为 2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－ 试书写该电池的正、负极电极反应式： __________________________________________________________________、 答案08040112：负极：Mg－2e－===Mg2＋ 正极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－ 4．铝-空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。 电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________。 答案08040112：4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 5．以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。 (1)酸性介质(如H2SO4) 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式： ________________________________________________________________________。 (2)碱性介质(如KOH) 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式： ________________________________________________________________________。 第 2 页 共 5 页 佀进东
(3)固体电解质(高温下能传导O2－) 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式： ________________________________________________________________________。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应式： ________________________________________________________________________。 答案08040112：(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O (3)CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋2O2===CO2＋2H2O (4)CH4－8e－＋4CO2－3===5CO2＋2H2O 2O2＋8e－＋4CO2===4CO2－3 CH4＋2O2===CO2＋2H2O
6．金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。
写出电极反应式： 负极：_________________________________ 正极：________________________________ 答案08040112： 负极：4M－4ne－===4Mn＋。 正极：nO2＋2nH2O＋4ne－===4nOH－。 7．书写电极反应式： 铝铜非氧化性强酸溶液的原电池（电极材料：铜和铝；电解质溶液：稀硫酸。） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ （2）正极（Cu）：6H+ +6e- =3H2↑ 第 3 页 共 5 页 佀进东
负极（Al）：2Al -6e-=2Al3+ 8．书写电极反应式： 铝铜电池浓硝酸原电池（电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：浓硝酸） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：Cu+4H+ +2NO3- =Cu2+ +2NO2↑+2H2O （2）①正极（Al）：4H+ +2NO3- +2e- =2NO2↑+2H2O（还原反应）； ②负极（Cu）：Cu-2e- =Cu2+ （氧化反应）； 9．书写电极反应式： 镁铝强碱溶液的原电池（电极材料：镁片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：2Al +2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2 ↑ （2）①正极（Mg）：6H2O+6e- =3H2↑+6OH- ②负极（Al）：2Al +8OH-6e- =2AlO2- +4H2O 10．书写电极反应式： 氢气和氧气细菌燃料电池（电解质溶液是磷酸） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：2H2 +O2=2H2O （2）①正极（惰性材料）：O2 +4H+ +4e-=2H2O ②负极（惰性材料）：2H2 -4e-=4H+ （氧化反应）； 11．书写电极反应式： 氢气和氧气燃料电池（电解质溶液是氢氧化钾溶液） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：2H2 +O2=2H2O （2）①正极（惰性材料）：O2 +2H2O +4e-=4OH- ②负极（惰性材料）：2H2 +4OH-4e-=4H2O 12．书写电极反应式： 氢气和氧气燃料电池（电解质溶液是氯化钠溶液） 总反应式：______________________________________ 正极反应：______________________________________ 负极反应：_____________________________________ 答案08040112： （1）总反应式：2H2 +O2=2H2O