常见原电池方程式.doc

(完整word)常见原电池方程式
1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生
（1）吸氧腐蚀
负极：Fe－2e-==Fe2+
正极：O2+4e—+2H2O==4OH-
总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH）2
4Fe(OH）2+O2+2H2O==4Fe(OH）3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
（2）析氢腐蚀： CO2+H2OH2CO3H++HCO3—
负极:Fe －2e—==Fe2+
正极：2H+ + 2e-==H2↑
总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3）2 + H2↑
Fe(HCO3）2经双水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
常见原电池
（1)一次电池
①碱性锌锰电池
构成:负极是锌，正极是MnO2,正极是KOH
工作原理：负极 Zn+2OH-－2e－=Zn(OH）2；正极：2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－
总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2
特点:比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。
②钮扣式电池(银锌电池)
锌银电池的负极是Zn，正极是Ag20，电解质是KOH，总反应方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO
特点:此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长,适宜小电流连续放电。
③锂电池
锂电池用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯(SOC12）中组成。
锂电池的主要反应为:负极:8Li－8e—＝8Li+ ；正极：3SOC12+8e—＝SO32－+2S+6Cl-
总反应式为：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S
特点：锂电池是一种高能电池,质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。
（2）二次电池
①铅蓄电池:
(1)铅蓄电池放电原理的电极反应
负极：Pb+S042—－2e—＝PbSO4； 　正极:Pb02+4H++S042-+2e—＝PbSO4+2H20
总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbS04+2H2O
（2）铅蓄电池充电原理的电极反应
阳极:PbSO4+2H2O－2e－=PbO2+4H++SO42－;阴极：PbSO4+2e－=Pb+SO42－
总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
②镍一镉碱性蓄电池
构成:放电时镉（Cd)为负极,正极是NiO（OH），电解液是KOH
工作原理:负极：Cd+2OH—－2e－=Cd(OH)2；正极:2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni（OH)2+2OH—
总反应式：
特点：电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长，但一般体积大、废弃电池易污染环境。
(3)燃料电池
①氢氧燃料电池
当用碱性电解质时，电极反应为：
负极：2H2+40H—－4e—＝4H20; 正极：02+2H20+4e—＝40H-
总反应:2H2+02＝2H2O
②甲烷燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气；
负极：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O; 正极：2O2+4H2O+8e－=8OH－
总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
③CH3OH燃料电池
用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH3OH和O2，则发生了原电池反应。
负极：2CH3OH +16OH－－12e－=2CO32－+12H2O； 正极：3O2+6H2O+12e－=12OH－
总反应方程式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
常用原电池方程式
1．Cu─H2SO4─Zn原电池
正极： 2H+ + 2e— → H2↑
负极： Zn — 2e— → Zn2+
总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
2．Cu─FeCl3─C原电池
正极： 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+
负极： Cu — 2e— → Cu2+
总反应式： 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH—
负极：2Fe — 4e— → 2Fe2+
总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH）2
4．氢氧燃料电池(中性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e— → 4OH—
负极：2H2 — 4e- → 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
5．氢氧燃料电池（酸性介质）
正极：O2 + 4H+ + 4e— → 2H2O
负极：2H2 — 4e-→ 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
6．氢氧燃料电池（碱性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2H2 — 4e- + 4OH— → 4H2O
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
7．铅蓄电池（放电）
正极 （PbO2） ： PbO2 + 2e— + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O
负极 （Pb） ：Pb— 2e—+ （SO4）2—→ PbSO4
总反应式： Pb+PbO2+4H++ 2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O
8．Al─NaOH─Mg原电池
正极：6H2O + 6e— → 3H2↑ + 6OH-
负极：2Al - 6e- + 8OH— → 2AlO2— + 4H2O
总反应式：2Al+2OH—+2H2O==2AlO2— + 3H2↑
9．CH4燃料电池(碱性介质)
正极：2O2 + 4H2O + 8e— → 8OH—
负极:CH4 —8e— + 10OH— → CO32— + 7H2O
总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == CO32- + 3H2O
10．熔融碳酸盐燃料电池
(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）:
正极：O2 + 2CO2 + 4e— → 2CO32— （持续补充CO2气体）
负极：2CO + 2CO32- - 4e- → 4CO2
总反应式：2CO + O2 == 2CO2
11．银锌纽扣电池（碱性介质）
正极 （Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e— → 2Ag + 2OH—
负极 (Zn) ：Zn + 2OH— —2e- → ZnO + H2O
总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag