原电池电极反应式导学案
一. 原电池电极反应式的书写应注意以下四点：
1.首先判断原电池的正负极
一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。 如 : 镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢 氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为： 负极：2Al－6e= 2Al 正极：2Al + 2H2O + 6e+ 2OH= 2AlO2 + 3H2↑ 再如:将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化， －
3+
3+
－
－
－
铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu－2e= Cu 正极：2NO3 + 4H +2e = 2NO2↑+ 2H2O 二. 要注意电解质溶液的酸碱性
－
2+
－
+
－
氢氧燃料电池在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H2－4e= 4H 正极：O2 + 4H + 4e= 2H2O
+－
如果是在碱性溶液中，则不可能有H出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH。由于
CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO3离子形式存在不是放出CO2。 三. 还要注意电子转移的数目
在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电
极反应式时，要注意电荷守恒。这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由
电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。 四. 抓住总的反应方程式
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极相加即得总
的反应方程式。所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电
极反应式，就可写出另一个电极反应式。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。
例题1：CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池，该电池的负极反应式为_____。
第一步：找氧化还原反应中的对应关系：氧化剂——还原产物；还原剂——氧化产物，在负
2－
极反应。即：负极：CH3OH（还原剂）→ CO3 （氧化产物）
2－
第二步：分析电子转移的物质的量，CH3OH中碳元素为－2价，CO3中碳元素为+4价，1 mol
2－－
CH3OH转移6 mol电子。即负极：CH3OH→ CO3 + 6e
第三步：依据电荷原理配平以上电极反应式，缺少的物质从反应介质中寻找。因为该电池为
碱性电池，而且左右相差8 mol负电荷，所以应该在左边添加8 mol OH－。即：
－2－－
负极：CH3OH + 8OH = CO3 + 6e －+－+
第四步：OH或H 与H2O为对应关系，即一边有OH或H，则另一边有H2O。
－2- －
负极反应式为：CH3OH + 8OH = CO3+ 6e + 6H2O
－－2－
或：CH3OH－6e+ 8OH = CO3 + 6H2O
思考：若将KOH的碱性反应环境变为酸性环境，则该电池的负极反应式为_____ 分析：还原剂为CH3OH，氧化产物为CO2，在负极1 mol CH3OH生成CO2共转移6 mol 电子，
2－
－
+
+
－
在上题第三步中需要在右边添加6 mol H，在第四步中应该有1 mol H2O参加反应，
-+
负极电极反应式为CH3OH－ 6e+ H2O = CO2↑+ 6H
常见原电池电极反应式
1. 氢氧燃料电池（酸性电解质）
-++-负：2H2-4e=4H 正：O2+4H+4e=2H2O 总：2H2+O2=2H2O
2. 氢氧燃料电池（碱性电解质）
----负：2H2+4OH-4e=4H2O 正：O2+2H2O+4e=4OH 3. 氢氧燃料电池（中性电解质）
-+--负：2H2-4e=4H 正：O2+2H2O+4e=4OH
4. 氢氧燃料电池（熔融金属氧化物）
2---2-负：2H2 + 2O -4e =2H2O 正：O2+4e =2O 5. 酸性锌锰电池
-2++-+2+
负：Zn-2e=Zn 正：2NH4+2e=2NH3+H2 总：Zn+2NH4=Zn+2NH3+H2 6. 碱性锌锰电池
----负：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2 正：MnO2+2H2O+2e=Mn(OH)2+2OH 总：Zn+MnO2+2H2O= Zn (OH)2+Mn(OH)2 7. 铅蓄电池：
2--2-+2--2-放电：负：Pb+SO4-2e=PbSO4 正：PbO2+4H+SO4+2e=PbSO4+2H2O
2-总：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
2--22--+2-充电：阴：PbSO4+2e= Pb+SO4 阳：PbSO4+2H2O-2e= PbO2+4H+SO4
2-总：2PbSO4+2H2O= Pb+PbO2+2H2SO4
--2-8. 甲烷燃料电池（碱性电解质） 负：CH4+10OH-8e=CO3+7H2O
---2-正：2O2+4H2O+8e=8OH 总：CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O
+-9. 甲醇燃料电池（酸性电解质） 负：2CH3OH+2H2O=2CO2+12H+12e
+-正：3O2+12H+12e=6H2O 总：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
-2--10. 甲醇燃料电池（碱性电解质） 负：2CH3OH+16OH=2CO3+12H2O+12e
-- -2-正：3O2+6H2O+12e=12OH 总：2CH3OH+3O2+4OH=2CO3+6H2O
--2-11. 乙醇燃料电池（碱性电解质） 负：C2H5OH-12e+16OH=2CO3+11H2O
-- -2-
正：3O2+6H2O+12e=12OH 总：C2H5OH+4OH+3O2=2CO3+5H2O
---12. 铝—镁—氢氧化钠电池： 负：2Al+8OH-6e=2AlO2+4H2O
----正：6H2O+6e=6OH+3H2↑ 总：2Al+2OH+2H2O=2AlO2+ 3H2↑
-2+
13. 铝—铜—浓硝酸电池： 负：Cu-2e=Cu
-+-+-2+
正：2NO3+4H+2e=2NO2↑+2H2O 总：Cu+4H+2NO3=Cu+2NO2+2H2O
-3+
14. 铝--空气—海水电池： 负：4Al-12e=4Al
--
正：3O2+6H2O+12e=12OH 总：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓15. 熔融盐燃料电池：
2—--2-负：2CO+2CO34e=4CO2 正：O2+2CO2+4e=2CO3 总：2CO+ O2=2CO2
16. 锂电池：
-+ -+
负：Li-e=Li 正：MnO2+e +Li= LiMnO2 总：Li+ MnO2=LiMnO2
--17. 镍氢电池： 负：H2+2OH-2e=2H2O
--
正：2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH 总：H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2
--18. 银锌电池： 负：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2
--
正：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH 总：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+ Zn(OH)2 19.肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）
+
-
—
—
-
正：O2 + 2H2O + 4e = 4OH 负： N2H4 + 4OH - 4e = N2 + 4H2O 总 N2H4 + O2 = N2 + 2H2O
-2++-+2+
20. 伏打电池：负：Zn–2e=Zn 正： 2H+2e=H2↑ 总：Zn+ 2H = H2↑+ Zn
-2++-+2+
21. 铁碳电池：弱酸性： 负： Fe–2e=Fe 正：2H+2e=H2↑ 总：Fe+2H=H2↑+Fe
-2+-中性或碱性： 负： 2Fe–4e=2Fe 正：O2+2H2O+4e=4OH?
总：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3 H2O (铁锈生成过程)