一次电池(干电池)

放电后不可再充电(氧化还原反应不能逆向进行)

常见一次电池:锌锰干电池

  • 普通锌锰干电池


  • 碱性锌锰干电池


电极方程式

类型普通锌锰干电池碱性锌锰干电池
正极 2 M n O X 2 + 2 H X + + 2 e X = 2 M n O ( O H ) 2 M n O X 2 + 2 H X 2 O + 2 e X = 2 M n O ( O H ) + 2 O H X
负极 Z n 2 e X + 2 N H X 4 X + = Z n ( N H X 3 ) X 2 X 2 + 2 H X + Z n + 2 O H X 2 e X = Z n ( O H ) X 2
总式 Z n + 2 N H X 4 C l + 2 M n O X 2 = Z n ( N H X 3 ) X 2 C l X 2 + 2 M n O ( O H ) Z n + 2 M n O X 2 + 2 H X 2 O = 2 M n O ( O H ) + Z n ( O H ) X 2

二次电池

氧化还原反应可逆向进行,从而放电后充电可再次利用

能量转化:
化学能 放电 充电 电能

常见二次电池 —— 铅酸蓄电池


总反应:
P b + P b O X 2 + 2 H X 2 S O X 4 放电 充电 2 P b S O X 4 + 2 H X 2 O

放电:负极反应
P b + S O X 4 X 2 2 e X = P b S O X 4
正极:
P b O X 2 + 4 H X + + S O X 4 X 2 + 2 e X = P b S O X 4 + 2 H X 2 O

常见二次电池——锂离子电池


总反应:
L i x C y + L i X 1 x C o O X 2 = L i C o O X 2 + C y
负极:
L i X x C X y x e X   = x L i X + + C X y

正极:
L i X 1 x C o O X 2 + x L i X + + x e X   = L i C o O X 2

磷酸亚铁锂高考汇编

空气电池(燃料电池)

  • 燃料电池常用的燃料有: 氢气,甲烷,乙醇等,常用氧化剂:O2
  • 电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等

特点:
①反应物储存在电池外部,随时得到补充
②能量转换效率高、清洁、安全,
③供电量易于调节。

常见燃料电池

  • 氢氧燃料电池
电解质性质酸性(H2SO4)碱性(KOH)
负电极反应 2 H X 2 4 e X = 4 H X + 2 H X 2 4 e X + 4 O H X = 4 H X 2 O
正电极反应 O X 2 + 4 e X + 4 H X + = 2 H X 2 O O X 2 + 4 e X + 2 H X 2 O = 4 O H X
总式 2 H X 2 + O X 2 = 2 H X 2 O 同左

  • 燃料电池总反应相当于燃料的燃烧,若产物与电解质溶液反应,则应写于总反应中
  • 正极反应的本质是氧气的得电子还原,产生的氧离子存在形式与溶液的酸碱性(酸H2O,碱OH-)和电解质有关
  • 碱性溶液反应式中不能出现氢离子,酸性不出现氢氧根


规律总结:

  • 酸性:正极消耗H+,负极生成H+;碱性:正生OH-,负耗OH-
  • 燃料电池正极通式:(使用时要注意得失电子守恒,调整系数)

酸性: O X 2 + 4 H X + + 4 e X   = H X 2 O 碱性: O X 2 + 2 H X 2 O + 4 e X = 4 O H X

  • C失电子在酸性成CO2,碱性成碳酸根
  • 两电极式相加=总式

甲烷燃料电池:

电解质性质酸性(H2SO4)碱性(KOH)
负电极反应 C X 2 H X 5 O H 12 e X + 3 H X 2 O = 2 C O X 2 + 12 H X + C X 2 H X 5 O H 12 e X + 16 O H X = 2 C O X 3 X 2 + 11 H X 2 O
正电极反应 3 O X 2 + 12 e X + 12 H X + = 6 H X 2 O 3 O X 2 + 12 e X + 6 H X 2 O = 12 O H X
总式 C X 2 H X 5 O H + O X 2 = C O X 2 + H X 2 O C 2 H 5 O H + 3 O 2 + 4 O H = 2 C O 3 2 + 5 H 2 O

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最后修改:2024 年 03 月 31 日
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