高中常见原电池的电极反应包括以下几种:
铜锌原电池
负极反应:$Zn - 2e^- = Zn^{2+}$
正极反应:$2H^+ + 2e^- = H_2$
总反应:$Zn + 2H^+ = Zn^{2+} + H_2$
干电池
负极反应:$Zn - 2e^- = Zn^{2+}$
正极反应:$2NH_4^+ + 2e^- = 2NH_3 + H_2$
总反应:$Zn + 2NH_4Cl = ZnCl_2 + 2NH_3 + H_2$
氢氧燃料电池 (碱性电解质):负极反应:$H_2 - 2e^- + 2OH^- = 2H_2O$
正极反应:$O_2 + 2H_2O + 4e^- = 4OH^-$
总反应:$2H_2 + O_2 = 2H_2O$
氢氧燃料电池
(酸性电解质):
负极反应:$H_2 - 2e^- = 2H^+$
正极反应:$O_2 + 4H^+ + 4e^- = 4H_2O$
总反应:$2H_2 + O_2 = 2H_2O$
铅蓄电池 正极反应:$PbO_2 + 2e^- + 4H^+ + SO_4^{2-} = PbSO_4 + 2H_2O$ 负极反应:$Pb - 2e^- + SO_4^{2-} = PbSO_4$ 总反应:$Pb + 2H_2SO_4 = PbSO_4 + SO_4^{2-} + 2H_2O$铁碳电池(析氢腐蚀)
(酸性电解质):
负极反应:$Fe - 2e^- = Fe^{2+}$
正极反应:$2H^+ + 2e^- = H_2$
总反应:$Fe + 2H^+ = Fe^{2+} + H_2$
铁碳电池(吸氧腐蚀)(中性或碱性电解质):
负极反应:$2Fe - 4e^- = 2Fe^{2+}$
正极反应:$O_2 + 2H_2O + 4e^- = 4OH^-$
总反应:$2Fe + O_2 + 2H_2O = 2Fe(OH)_3$
进一步氧化:$2Fe(OH)_3 = Fe_2O_3 + 3H_2O$(铁锈的生成过程)
铝镍电池 负极反应:$4Al - 12e^- = 4Al^{3+}$ 正极反应:$3Ni(OH)_2 + 6e^- = 3Ni + 6OH^-$ 总反应:$4Al + 3Ni(OH)_2 = 4Al(OH)_3 + 3Ni$ 镁-铝电池
负极反应:$2Al + 8OH^- - 6e^- = 2AlO_2^- + 4H_2O$
正极反应:$6H_2O + 6e^- = 3H_2 + 6OH^-$
总反应:$2Al + 2OH^- = 2AlO_2^- + 3H_2$
锂电池(一型):
负极反应:$4Li - 4e^- = 4Li^+$
正极反应:$2MnO_2 + 4e^- = MnO_2 + 2Li^+$
总反应:$4Li + 2MnO_2 = 2LiMnO_2 + MnO_2$
这些电极反应涵盖了高中常见原电池的类型和反应原理,有助于理解和应用原电池的基本知识。