高中化学《原电池》学案3 苏教版选修

1、原电池电极反应方程式的书写原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠；可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护，是现代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一是根据题给电池反应方程式书写；二是根据题意文字叙述书写。下面就结合2009年高考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。一、根据题给电池反应方程式书写例1（07天津卷13） 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧

2、化钴（LiCoO2），充电时，LiCoO2中Li被氧化， Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为CoO2+LiC6 LiCoO2+C6，下列说法正确的是（ ）A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-=Li+C6B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li+e-=LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低解析：可充电电池放电时发生原电池反应，两个电极称为正、负极；充电时发生电解反应，两个电极称阴、阳极。 该充电电池放电时：CoO2+LiC6LiCoO2+C6 ，B选项就是考查原电池电极反

3、应方程式的书写。 首先分析元素化合价的变化（如果化合价确定较难，就要充分利用题给信息）根据题意：充电时，LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。可知放电时CoO2中+4价的Co变为LiCoO2中+3价的Co，LiC6中0价 的 Li变为LiCoO2中+1价的Li然后根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，写出两个电极的物质变化，但要注意物质的存在形式。如负极物质变化可表示如下：LiC6Li+分析化合价的变化，此过程中要失去一个电子，可表示如下：LiC6-e-Li+其次检查方程式左右两边电荷是否相等。上式中左右两边各带一个单位的正

4、电荷。若不相等，就要选择合适的离子配平电荷，但这时要特别注意介质的影响。如酸性介质时，常选H+；而碱性介质时，常选OH-. 最后，还要检查是否符合质量守恒。所以，负极的电极反应方程式就表示为：负极 LiC6-e-Li+ C6将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下：列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒）巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）根据以上的方法，就可写出该电池的正极反应式：正极 Li+ CoO2 +e-= LiCoO2当然，也可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。此时

5、必须保证电池反应转移的电子数等于电极反应转移的电子数。二、根据题意叙述书写此类问题常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方向。解决此类问题必须抓住一点：燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应，但要特别注意介质对产物的影响。例2、（08山东卷29（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；负极反应为 ；放电时，CO32-移向电池的 （填“正极”或“负极”）解析：燃料电池反应等同于燃料的燃烧反应。此题中，电解质为熔融碳酸盐，不会与C3H8的燃烧产物CO2和H2O发生反应，所以电池反应即为：C3H8+5O2=

6、3CO2+4H2O根据例1归纳的步骤可分步写出负极反应：（1） C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （C3H8中H为+1价，3个C表现-8价）（2） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （电解质为熔融碳酸盐，选CO32-配平电荷）（3） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O （质量守恒）所以，负极 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O同理，正极 5O2+20 e-+10 CO2=10 CO32-（也可由电池反应减去负极反应）结合上述分析，可归纳出如下规律：燃料电池中，燃料始终在负极，发生氧化反应；O2在正极发生还原反应。若为有机燃料生成物一般为CO2和H2O，介质为碱性时CO2会反应生成CO32-；化合价的变化主要分析C的变化。根据原电池中阴离子移向负极