电池、电极方程式书写(高二好)

1、 我们的生活中离不开各种电池我们的生活中离不开各种电池 干干电电池池蓄蓄电电池池纽纽扣扣电电池池利用化学反应将利用化学反应将化学能转化为电能化学能转化为电能-原电池原电池锂离子电池锂离子电池【问题探究】【问题探究】整个装置是如何形成电流的闭合回路的整个装置是如何形成电流的闭合回路的?溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？CuZn-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-负极负极正极正极静电作用静电作用 负极负极氧化反应，正极氧化反应，正极还原反应还原反应反应类型反应类型电子电子流向流向电流方向电流方向离子离子移动方向移动

2、方向负极负极 正极正极导线导线正极正极 负极负极 导线导线阳离子阳离子 正极正极溶液溶液中中阴离子阴离子 负极负极溶液中溶液中原电池的工作原理原电池的工作原理电极材料电极材料电极反应式电极反应式发生的反应发生的反应原电池的电极原电池的电极Zn片片Cu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2负极负极正极正极还原反应还原反应氧化反应氧化反应原电池电极名称的确定方法原电池电极名称的确定方法1、根据电极材料的性质确定。、根据电极材料的性质确定。通常是活泼金

3、属是负极，不活泼金属、碳棒、通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、化合物是正极。化合物是正极。2、根据电极反应的本身确定。、根据电极反应的本身确定。失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的反应可表示为：的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD3、根据电子或电流流动方向（外电路）、根据电

4、子或电流流动方向（外电路）：电子从负极流出 沿导线 流入正极电流从正极流出 沿导线 流入负极ee4、根据离子的定向移动（内电路）、根据离子的定向移动（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动5、根据离子方程式判断、根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2+H2（负极）（在正极） 6、负极往往会溶解，正极往往会产生、负极往往会溶解，正极往往会产生气泡或者增重气泡或者增重Fe+Cu2+=Fe2+CuC稀稀H2SO4ZnZnCuZnZnCuZnZnCu盐桥的作用：使盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使向铜盐方向移动，使Zn盐和盐和C

5、u盐溶液一直保持电中性，从而使电盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从子不断从Zn极流向极流向Cu极，使电流极，使电流持续传导。持续传导。氧化反应）氧化反应）还原反应）还原反应）电池反应：电池反应：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 此原电池的氧化反应和还此原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进原反应分别在两个电极上进行，与前面讲的铜锌原电池行，与前面讲的铜锌原电池在本质上是完全相同的。在本质上是完全相同的。特点：特点：锌片不与硫酸铜溶液锌片不与硫酸铜溶液直接接触，反应后溶液的温度直接接触，反应后溶液的温度不变，没有能量损失。不变，没有能量损失。电流强度大，电流持续稳定。电流强度大，电

6、流持续稳定。化学能转化为电能的效率高化学能转化为电能的效率高ZnSO4CuSO4. .把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负为负极；极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为为( )( ) A Aa b c d Ba b c d

7、 Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a 请将氧化还原反应请将氧化还原反应： Fe + 2Ag+ = 2Ag + Fe2+设计成一个原电池设计成一个原电池。Fe没有没有Fe活泼的金属或石墨活泼的金属或石墨 负极：负极：正极：正极：电解质溶液电解质溶液：AgNO3Fe - 2e- = Fe2+ + e- = Ag Ag+溶液溶液（1）将反应将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。设计成原电池。（2）判断正负极并写出电极反应。）判断正负极并写出电极反应。石墨石墨FeFeCl3溶液溶液负极（铁）：负极（铁）：Fe2eF

8、e2+正极（石墨）：正极（石墨）：Fe3+ + eFe2+ZnFe 稀硫酸稀硫酸CuAg 稀硫酸稀硫酸CuZn 蔗糖溶液蔗糖溶液CuZn 稀硫酸稀硫酸CZn 稀硫酸稀硫酸CuZn 稀硫酸稀硫酸思考：下列那些可以形成原电池思考：下列那些可以形成原电池电极反应书写步骤：电极反应书写步骤：1、判断总反应氧化剂、还原剂、氧化产物、判断总反应氧化剂、还原剂、氧化产物、 还原产物还原产物2、写出框架、写出框架负极：还原剂负极：还原剂-n e-=氧化产物氧化产物 正极：氧化剂正极：氧化剂+ n e-=还原产物还原产物 电极方程式的书写电极方程式的书写负极负极：还原剂：还原剂-n e-=氧化产物氧化产物 （氧

9、化氧化反应）反应）正极正极：氧化剂：氧化剂+ n e-=还原产物还原产物 （还原还原反应）反应）1.准确判断正、负极准确判断正、负极 2.兼顾电解质，确定产物兼顾电解质，确定产物 3.三守恒，两极相加得总式。三守恒，两极相加得总式。方法：方法： 1) 判断右边原电池的正、负极，判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。并写出电极反应式。 CuFeCl3溶液溶液负极：负极： Cu 失电子失电子 Cu - 2e- = Cu2+正极：正极： Fe3+得电子得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+A先写出总反应：即负极与电解质溶液反应先写出总反应：即负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子

10、方程式：Cu + 2Fe3 = Cu2 + 2Fe2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极C2) 请写出右边原电池的请写出右边原电池的电极方程式。电极方程式。总反应方程式：总反应方程式：负极：负极：Al，失，失 Al3+ 拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2AlAl作作_极极, , CuCu作作_极极电极反应式是：电极反应式是： 负极负极 _ 正极正极 _ 总反应式总反应式_电解质溶液为稀硫酸电解质溶液为稀硫酸简单

11、原电池电极反应式的书写简单原电池电极反应式的书写例题例题1Al和和Cu作电极所构成的原电池作电极所构成的原电池负负正正2Al-6e2Al-6e- - = 2Al= 2Al3+3+6H6H+ +6e+6e- - = 3H= 3H2 22Al+3H2Al+3H2 2SOSO4 4= Al= Al2 2(SO(SO4 4) )3 3+3H+3H2 2 (2Al+6H(2Al+6H+ + = 2Al= 2Al3+3+3H+3H2 2 ) )电解质溶液为浓硝酸电解质溶液为浓硝酸变式一变式一Al和和Cu作电极所构成的原电池作电极所构成的原电池 Al Al作作_极极 Cu Cu作作_极极电极反应式是：电极反

12、应式是： 负极负极 _ 正极正极 _ 总反应式总反应式_Cu+4HNOCu+4HNO3 3 = Cu(NO= Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O(Cu+4H(Cu+4H+ +2NO+2NO3 3- - = Cu= Cu2+2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O)O)正负2NO2NO3 3- -+4H+4H+ +2e+2e- - = 2NO= 2NO2 2 +2H2OCu-2eCu-2e- - = Cu= Cu2+2+ Al Al作作_极极 Cu Cu作作_极极电极反应式是：电极反应式是： 负极负极 _ 正极正极 _ 总反应式总反应式_ _ 电解质

13、溶液为电解质溶液为NaOH溶液溶液变式二变式二Al和Cu作电极所构成的原电池负负正正2Al-6e2Al-6e- - +8OH+8OH- -=2AlO=2AlO2 2- - +4H+4H2 2O O6H6H2 2O+6eO+6e- -=6OH=6OH- -+3H+3H2 2 2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2+3H+3H2 2(2Al+2OH(2Al+2OH- -+2H+2H2 2O = 2AlOO = 2AlO2 2- -+3H+3H2 2)电解质溶液为电解质溶液为NaCl溶液溶液变式三变式三Al和Cu作电极所构成的原电池AlA

14、l作作_极极 CuCu作作_极极电极反应式是：电极反应式是： 负极负极 _ 正极正极 _ 总反应式总反应式_正正负负3O2+12e-+6H2O=12OH-4Al-12e- = 4Al3+4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3(吸氧腐蚀)书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种离子反应，遵循书写离电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如子反应的所有规则（如“拆拆”、“平平”）；）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相加将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，得到总反应，总反应减去一极反应即得到总反应减去一极反应即得到另一极反应；另

15、一极反应；4 4溶液中不存在溶液中不存在O2：在在酸性酸性溶液中它与溶液中它与H结合成结合成H2O、在、在碱性或中性碱性或中性溶液中它与溶液中它与水结合成水结合成OH；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，形式存在，在在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；写出燃烧反应的化学方程式；写出燃烧反应的化学方程式；根据电解液改写燃料电池总反应；根据电解液改写燃料电池总反应；写出正极的电极反应式写出正极的电极反应式(一般较

16、简单一般较简单);由燃料电池总反应减去正极的电极由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。反应式得负极的电极反应式。燃料电池的电极反应式书写规律燃料电池的电极反应式书写规律: :2（1）氢氧燃料电池）氢氧燃料电池负极材料负极材料氢气氢气正极材料正极材料O2电解质电解质NaCl溶液溶液负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应备注备注该电池由于高能、轻便、无污染等该电池由于高能、轻便、无污染等优点而被广泛应用于航天等特殊场合优点而被广泛应用于航天等特殊场合O2 + 2H2O + 4e = 4OH-2H2 + O2 = 2H2O2H2 4e= 4H+2（1）氢氧燃料电池）氢氧燃料电

17、池负极材料负极材料氢气氢气正极材料正极材料O2电解质电解质KOH溶液溶液负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应备注备注该电池由于高能、轻便、无污染等该电池由于高能、轻便、无污染等优点而被广泛应用于航天等特殊场合优点而被广泛应用于航天等特殊场合2H2 + 4OH- 4e= 4H2OO2 + 2H2O + 4e = 4OH-2H2 + O2 = 2H2O2（1）氢氧燃料电池）氢氧燃料电池负极材料负极材料氢气氢气正极材料正极材料O2电解质电解质稀硫酸稀硫酸负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应备注备注该电池由于高能、轻便、无污染等该电池由于高能、轻便、无污染等优点而被广泛应用于航天等特殊

18、场合优点而被广泛应用于航天等特殊场合2H2 4e= 4H+O2 + 4H+ + 4e= 2H2O2H2 + O2 = 2H2O 规律规律2氧气作为原电池正极反应时的电极反应式：氧气作为原电池正极反应时的电极反应式： 电解质溶液为电解质溶液为中性或碱性时中性或碱性时：O2+4e-+2H2O4OH- 电解质溶液为电解质溶液为酸性时酸性时：O2+4e-+4H+2H2O 使用使用固体电解质固体电解质（如某些锂电池，为什么不能使用溶（如某些锂电池，为什么不能使用溶液？）或液？）或熔融电解质时熔融电解质时：O2 + 4e- 2O2- 规律规律1氢气作为原电池负极反应时的电极反应式：氢气作为原电池负极反应时的电极反应式： 电解质溶液为电解质溶液为中性或酸性中性或酸性时：时：H2-2e-2H+ 或或 2H2 - 4e- 4H+ 电解质溶液为电解质溶液为碱性碱性时：时：H2+ 2e- +