1、精選優質文檔-傾情為你奉上電化學中電極反應式的書寫技巧電化學中電極反應式的書寫不僅是電化學教學的重點和難點，更是高考的熱點題型之一，其中，燃料電池電極反應式以及可充電電池電極反應式的書寫又是電極反應式書寫中的難點。下面筆者就如何正確書寫電極反應式進行了較為詳盡的歸納，旨在“拋磚引玉”。一、原電池中電極反應式的書寫1、先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出相同數目電子的得失。2、注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式；若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應式中，且O2生成OH-，若

2、電解質溶液為酸性，則H+必須寫入正極反應式中，O2生成水。3、正負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的書寫電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的書寫電極反應式，即得到較難寫出的書寫電極反應式。例1、有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內作為作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進行工作，試寫出該電池的兩極反應式。解析：金屬鉑是相對惰性的，金屬鋅是相對活潑的，所以鋅是負極，Zn失電子成為Zn2+，而不是ZnO或Zn(OH)2，因為題目已告訴H+參與作用。正極上O2得電子成為負

3、二價氧，在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式，而只能是產物水，體液內的H+得電子生成H2似乎不可能。故發生以下電極反應：負極：2Zn4e-= 2Zn2+，正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。例2、用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入甲烷和氧氣，形成甲烷氧氣燃料電池，該電池反應的離子方程式為：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，試寫出該電池的兩極反應式。解析：從總反應式看，O2得電子參與正極反應，在堿性性溶液中，O2得電子生成OH-，故正極反應式為：2O2+4H2O+8e- =8OH-。負極上的反應式則可用總反應式減去正極反應式（電子守恒）得CH4+

4、10OH-8e-= CO32-+7H2O。二、電解池中電極反應式的書寫1、首先看陽極材料，如果陽極是活潑電極（金屬活動順序表Ag以前,金屬活動順序由強到弱： 銫最強 然后是稀土、鋇、銣、再然后是鉀鈣鈉鎂鋁鈹錳鋅鐵鈷鎳錫鉛(氫)銅汞銀鉑金。），則應是陽極失電子，陽極不斷溶解，溶液中的陰離子不能失電子。2、如果陽極是惰性電極（Pt、Au、石墨），則應是電解質溶液中的離子放電，應根據離子的放電順序進行書寫書寫電極反應式。陽極（惰性電極）發生氧化反應，陰離子失去電子被氧化的順序為：S2-SO32-I-Br -Cl-OH-水電離的OH-含氧酸根離子F-。陰極發生還原反應，陽離子得到電子被還原的順序為：A

5、g+Hg2+Fe3+Cu2+（酸電離出的H+）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+（水電離出的H+）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被還原，這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態鹽或氧化物而制得）。例3、寫出用石墨作電極，電解飽和食鹽水的書寫電極反應式。解析：由于電極材料為石墨，是惰性電極，不參與電極反應，則書寫電極反應式的書寫只考慮溶液中的離子放電順序即可。移向陽極的陰離子有Cl-和水電離出的OH-，但在陽極上放電的是Cl-；移向陰極的陽離子有Na+和水電離出的H+，但在陰極上放電的是H+。所以上述電解池的電極反

6、應為：陽極：2Cl-2e-= Cl2，陰極：2H+2e-= H2或2H2O+2e-= H2+2OH-。若將上述石墨電極改成銅作電極，試寫出電解飽和食鹽水的書寫電極反應式。解析：由于電極材料為Cu，是活潑電極，銅參與陽極反應，溶液中的陰離子不能失電子，但陰極反應仍按溶液中的陽離子放電順序書寫。該電解池的電極反應為：陽極：Cu2e-= Cu2+，陰極：2H+2e-= H2或2H2O+2e-= H2+2OH-。（注：陽極產生的Cu2+可與陰極產生的OH-結合成Cu(OH)2沉淀，不會有Cu2+得電子情況發生。）三、燃料電池電極反應式的書寫電極：惰性電極。燃料包含：H2；烴如：CH4；醇如：C2H5O

7、H等。電解質包含：酸性電解質溶液如：H2SO4 溶液；堿性電解質溶液如：NaOH溶液；熔融氧化物如：Y2O3 ；熔融碳酸鹽如：K2CO3 等。第一步：寫出電池總反應式燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致，若產物能和電解質反應則總反應為加合后的反應。如氫氧燃料電池的總反應為：2H2+O2=2H2O；甲烷燃料電池（電解質溶液為NaOH溶液）的反應為：CH4+2O2=CO2+2H2O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 式+式得燃料電池總反應為：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O第二步：寫出電池的正極反應式根據燃料電池的特點，一般在正極上發生還原反應的物質都是O2，隨著電解質溶

8、液的不同，其電極反應有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況：（1）酸性電解質溶液環境下電極反應式：O2+4H+4e-=2H2O（2）堿性電解質溶液環境下電極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-（3）固體電解質（高溫下能傳導O2-）環境下電極反應式：O2+4e-=2O2-（4）熔融碳酸鹽（如：熔融K2CO3 ）環境下電極反應式：O2 +2CO2+4e2CO。第三步：根據電池總反應式和正極反應式寫出電池的負極反應式電池的總反應和正、負極反應之間有如下關系：電池的總反應式=電池正極反應式電池負極反應式故根據第一、二步寫出的反應，有：電池的總反應式-電池正極反應式=電池負極反應式，注意在將兩個反

9、應式相減時，要約去正極的反應物O2。以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環境下電極反應式的書寫方法：1、酸性條件燃料電池總反應：CH4+2O2=CO2+2H2O 燃料電池正極反應：O2+4H+4e-=2H2O -×2，得燃料電池負極反應：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+2、堿性條件燃料電池總反應：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 燃料電池正極反應：O2+2H2O+4e-=4OH- ×2，得燃料電池負極反應：CH4+10OH-8e-=CO+7H2O3、固體電解質（高溫下能傳導O2-）燃料電池總反應：CH4+2O2=CO2+2H2O 燃料電池正極反應：O2

10、+4e-=2O2- ×2，得燃料電池負極反應：CH4+4O2-8e-=CO2+2H2O4，熔融碳酸鹽（如：熔融K2CO3 ）環境下電池總反應：CH4+2O2CO2+2H2O。正極電極反應式：O2+2CO2+4e2CO。電池總反應-正極電極反應式得負極反應式：CH4+4CO-8e=5CO2+2H2O四、可充電電池電極反應式的書寫及應用(一)解可充電電池試題必備知識1對可充電電池充電和放電兩過程認識：放電是原電池反應，充電是電解池反應。要能根據題給總反應式，寫出原電池總反應式和電解池總反應式。2對可充電電池電極極性和材料的判斷：判斷電池放電時電極極性和材料，可先標出放電（原電池）總反應式

11、電子轉移的方向和數目，失去電子的一極為負極，該物質即為負極材料；得到電子的一極為正極，該物質即為正極材料。若判斷電池充電時電極極性和材料，方法同前，失去電子的一極為陽極，該物質即為陽極材料；得到電子的一極為陰極，該物質即為陰極材料。3可充電電池電極反應式的書寫方法：書寫可充電電池電極反應式，一般都是先書寫放電的電極反應式。書寫放電的電極反應式時，一般要遵守三步：第一，先標出原電池總反應式電子轉移的方向和數目，指出參與負極和正極反應的物質；第二，寫出一個比較容易書寫的電極反應式（書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存）；第三，在電子守恒的基礎上，總反應式減去寫出的電極反應式即得另一電極反應

12、式。充電的電極反應與放電的電極反應過程相反，充電的陽極反應為放電正極反應的逆過程，充電的陰極反應為放電負極反應的逆過程。4對可充電電池某電極是發生氧化還是還原反應及某元素被氧化還是被還原的判斷：根據電極反應式進行分析，放電（原電池）的負極及充電（電解池）的陽極均失去電子，發生了氧化反應，其變價元素被氧化；放電（原電池）的正極及充電（電解池）的陰極均得到電子，發生了還原反應，其變價元素被還原。5對溶液中離子的移動方向判斷：放電時，陰離子移向負極，陽離子移向正極；充電時，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。6可充電電池充電時與電源的連接：可充電電池用完后充電時，原電池的負極與外電源的負極相連，原電池的

13、正極與外電源的正極相連。7有關電化學的計算：有關電化學的計算都必須利用電子守恒，要注意各電極轉移的電子數均相等。這類計算通常有計算電極的增重或較少量、溶液的PH、溶液的離子濃度、電子轉移的數目等。（二）可充電電池試題的解題策略綜觀歷年高考試題可發現，解可充電電池試題的關鍵在于能否正確書寫電極反應式。書寫電極反應式的關鍵是能否正確書寫放電時的電極反應式。要正確書寫放電時的電極反應式，既要弄清得失電子的物質，還要特別注意電極產物是否與電解質溶液共存，要寫出實際存在的電極反應式。然后根據原電池的負極反應與電解池的陽極反應、原電池的正極反應與電解池的陰極反應互為逆反應，即可快速寫出充電時的電極反應式。

14、各電極反應式順利寫出以后，即可正確解題。（三）有關可充電電池高考試題題型分析1可充電電池電極極性和材料判斷 放電 充電 例4（2001年廣東化學卷第2題）鎳鎘（NiCd）可充電電池在現代生活中有廣泛應用，它的充放電反應按下式進行：Cd2NiO(OH)2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2。由此可知，該電池放電時的負極材料是（ ）ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)解析：要理解鎳鎘電池放電和充電的過程。放電是原電池反應，根據題給條件知放電（原電池）時的總反應式為：Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2。標出原電池總反應式電子轉移的方向和數目指出，即

15、可知道參與負極反應的物質： 2e-Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2。從上式可知，Cd可作負極材料，參與負極反應。故應選C。點評：此類試題考查可充電電池電極極性和材料判斷，首先要準確判斷充電、放電分別表示什么反應（原電池反應還是電解池反應），并寫出充電、放電的總反應式，然后在總反應式上標出電子轉移的方向和數目，即可正確判斷可充電電池電極極性和材料。2可充電電池電極反應式的書寫和判斷 放電 充電 例5（05江蘇化學卷第14題）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22

16、Fe(OH)34KOH，下列敘述不正確的是（ ）A放電時負極反應為：Zn2e2OHZn(OH)2B充電時陽極反應為：Fe(OH)33e5OHFeO424H2OC放電時每轉移3mol電子，正極有1mol K2FeO4被氧化D放電時正極附近溶液的堿性增強解析：高鐵電池放電作用是原電池的功能，其總反應式為：3Zn2K2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，根據上述書寫電極反應式的方法可知，負極反應為：Zn2e-2OH-Zn(OH)2，正極反應為：FeO42-4H2O +3e-= Fe(OH)35OH-，A正確；充電就是發生電解池反應，其總反應式為：3Zn(OH)22Fe(OH)

17、34KOH=3Zn2K2FeO48H2O，根據上述書寫電極反應式的方法可知，陽極反應為：Fe(OH)35OH3eFeO424H2O，B正確。放電時每轉移3mol電子，正極有1mol K2FeO4被還原為Fe(OH)3，而不是被氧化，C錯誤。根據正極反應式FeO424H2O +3e= Fe(OH)35OH知，放電時生成OH，故正極附近溶液的堿性增強。故本題應選C。點評：本題主要考查電極反應式的書寫、電解質溶液的酸堿性變化、及氧化還原反應等知識，側重考查考生對原電池和電解池原理的理解及分析問題的能力。3可充電電池電極發生氧化、還原反應及元素被氧化、被還原判斷例6（2006年廣東化學卷第16題）某可

18、充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負極，含Li+導電固體為電解質。放電時的電池反應為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是（ ） A放電時，LiMn2O4發生氧化反應B放電時，正極反應為：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充電時，LiMn2O4發生氧化反應D充電時，陽極反應為：Li+e-=Li解析：放電時作為電源來用，根據放電時的電池反應知，負極反應式為：Lie-=Li+，正極反應式為：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4，B正確，但LiMn2O4發生還原反應，A錯誤。充電時，陰極反應式為：Li+e-=Li，D錯誤，陽極反應式為：L

19、i2Mn2O4e-= Li+LiMn2O4，故應是Li2Mn2O4發生氧化反應，而不是LiMn2O4，C錯誤。本題應選B。點評：本題主要考查電化學知識和氧化還原反應的有關知識，雖然新型電池增加了試題的陌生度，但考查原電池及電解池的原理不變，這是解答本類試題的關鍵。4可充電電池離子的移動方向判斷及總反應式的書寫例7（2006年江蘇化學卷第14題）鋰離子電池已成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為：負極反應：C6Lixe-C6Li1xxLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料）正極反應：Li1xMO2xLi+xe-LiMO2（LiMO2

20、表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關說法正確的是（ ）A. 鋰離子電池充電時電池反應為C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1xB. 電池反應中鋰、鋅、銀、鉛各失1mol電子，金屬鋰所消耗的質量最小C. 鋰離子電池放電時電池內部Li向負極移動D. 鋰離子電池充電時陰極反應為C6Li1xxLixeC6Li解析：將放電的兩電極反應式在電子守恒的基礎上相加即得放電時的總反應式：C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1x，充電時的總反應式應為放電總反應式的逆反應，故A錯誤；在鋰、鋅、銀、鉛金屬中，鋰的摩爾質量最小，所以各失去1mol電子，消耗金屬鋰的質量最小，B正確。電池工作時，陰離子向負極移動，陽

21、離子向正極移動，C錯誤。充電時的陰極反應與放電時的負極反應互為逆反應，故D正確。本題應選BD。點評：本題以鋰離子電池為背景材料，全面考查了蓄電池的反應原理、電極反應、離子流向等知識，要求考生能將所學知識靈活遷移運用。5可充電電池考點的綜合應用放電充電例8（2006年重慶理綜卷第27題）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極格板是惰性材料，電池總反應式為：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：放電時：正極的電極反應式是 ；電解液中H2SO4的濃度將變 ；當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加 g。在完全放電耗盡PbO2和Pb時，

22、若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成 、B電極上生成 ，此時鉛蓄電池的正負極的極性將 。解析：解析：因為放電為原電池反應：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。Pb失電子發生負極反應，產生的Pb2+在H2SO4溶液中結合SO42-生成難溶于水的PbSO4，故其負極反應式為：Pb+SO42-2e-=PbSO4。由電子守恒可知，其正極反應式為總式減去負極反應式：PbO2+ SO42-+4H+2e-= PbSO4+2H2O。充電為電解池反應，其電極反應式書寫是這樣的，陰極反應式為原電池負極反應式的逆反應，即PbSO4+2e-=Pb+SO42-；陽極反應式為原電池正極反應式

23、的逆反應，即PbSO4+2H2O2e-= PbO2+ SO42-+4H+。根據總反應式H2SO4的濃度會不斷減小，所以應定期補充H2SO4。根據負極反應：PbSO422e-=PbSO4，可知，每轉移2 mol電子，負極板增加1mol的質量，因為負極板由Pb變為PbSO4，故外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加48g。當外加電源后，鉛蓄電池變成了電解池，A極為陰極，電極反應式為：PbSO4+2e-=PbSO42，B極為陽極，電極反應式為：PbSO42H2O2ePbO24HSO42。這樣，A電極上生成Pb，B電極上生成PbO2，此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。答案：PbO22e4HSO42PbSO42H2O 小 48Pb PbO2 對換點評：本題關于電化學，正確書寫電極反應式是解決本類問題的關鍵。在書寫過程中要注意，電極產物是否與電解質溶液共存，不共存要參與電極反應，如本題中的與Pb2+與SO42不共存，要發生反應生成PbSO4。五、特殊情況電極反應式的書寫在書寫電極反應式時