电极反应式的书写技巧

1、电化学中电极反应式的书写技巧电化学中 HYPERLINK http:/ 电极反应式的 HYPERLINK http:/ 书写不仅是电化学教学的重点和难点，更是高考的热点题型之一，下面就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳总结，旨在“抛砖引玉”。一、 HYPERLINK http:/ 原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式,如AlCuNaHCO3溶液构成的原电池中，因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3反应：Al3+3

2、HCO3=Al(OH)3+3CO2，故铝件（负极）上发生的反应为：Al3e+3HCO3=Al(OH)3+3CO2，而不是仅仅写为：Al3e=Al3+。3、若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为 HYPERLINK http:/ 酸性，电极反应式中不能出现OH，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水。如例1、例2。4、正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子 HYPERLINK http:/ 守恒的基础上，总反应

3、式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。如例2。例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，试写出该电池的两极反应式。解析：金属铂是相对惰性的，金属锌是相对活泼的，所以锌是负极，Zn失电子成为Zn2+，而不是ZnO或Zn(OH)2，因为题目已告诉H+参与作用。正极上O2得电子成为负二价氧，在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式，而只能是产物水。故发生以下电极反应：负极：2Zn4e-= 2Zn2+，正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。例2、用金属铂片插入

4、KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷氧气燃料电池，该电池反应的 HYPERLINK http:/ 离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。解析：从总反应式看，O2得电子参与正极反应，在 HYPERLINK http:/ 强碱性溶液中，O2得电子与H2O结合生成OH-，故正极反应式为：2O2+4H2O+8e- =8OH-。负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式（电子守恒）得CH4+10OH-8e-= CO32-+7H2O。二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极

5、失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-SO32-I-Br -Cl-OH- HYPERLINK http:/ 水电离的OH-含氧酸根离子F-。阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+（酸电离出的H+）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+（水电离出的H+）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这

6、些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。例3、写出用石墨作电极，电解饱和食盐水的电极反应式。解析：由于电极材料为石墨，是惰性电极，不参与电极反应，则电极反应式的书写只考虑溶液中的离子放电顺序即可。溶液中的离子：Cl- 、Na+ 、OH- 、H+，移向阳极的阴离子有Cl-和水电离出的OH-，但在阳极上放电的是Cl-；移向阴极的阳离子有Na+和水电离出的H+，但在阴极上放电的是H+。所以上述电解池的电极反应为：阳极：2Cl-2e-= Cl2，阴极：2H+2e-= H2或2H2O+2e-= H2+2OH-。若将上述石墨电极改成铜作电极，试写出电解饱和食盐水的电极反应式。解析：由于电

7、极材料为Cu，是活泼电极，铜参与阳极反应，溶液中的阴离子不能失电子，但阴极反应仍按溶液中的阳离子放电顺序书写。该电解池的电极反应为：阳极：Cu2e-= Cu2+，阴极：2H+2e-= H2或2H2O+2e-= H2+2OH-。（注：阳极产生的Cu2+可与阴极产生的OH-结合成Cu(OH)2沉淀，不会有Cu2+得电子情况发生。）三、可充电电池电极反应式的书写可充电电池是联系原电池与电解池的桥梁，它也是电化学知识的重要知识点。放电为原电池反应，充电为电解池反应。原电池的负极反应与电解池的阴极反应，原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。只要我们按前面方法能熟练书写放电(即原电池)的电极反应式

8、，就能很快写出充电(即电解池)的电极反应式。例4、铅蓄电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。试写出放电和充电时的电极反应式。解析：因为放电为原电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。Pb失电子发生负极反应，产生的Pb2+在H2SO4溶液中结合SO42-生成难溶于水的PbSO4，故其负极反应式为：Pb+SO42-2e-=PbSO4。由电子守恒可知，其正极反应式为总式减去负极反应式：PbO2+ SO42-+4H+2e-= PbSO4+2H2O。充电为电解池反应，其电极反应式书写是这样的，阴极反应式为原电池负极反应式的逆反应，即PbSO4+2e-

9、=Pb+SO42-；阳极反应式为原电池正极反应式的逆反应，即PbSO4+2H2O2e-= PbO2+ SO42-+4H+。四、特殊情况电极反应式的书写在书写电极反应式时，一定要注意一些特殊情况。1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。例5、在给某镀件镀锌时，电镀液是饱和ZnCl2溶液，试写出该电镀池的电极反应式。解析：在饱和ZnCl2溶液中，放电能力：H+Zn2+，但溶液中Zn2+的浓度远大于水电离出来的H+的浓度，所以阴极应是Zn2+放电，而不是H+放电。其电极反应式为：阳极：Zn2e-= Zn2+；阴极：Zn2+2e-= Z

10、n。2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。例6、将铜片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3中，写出两池的电极反应式。解析：在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中，较活泼的铝被氧化作负极，铜作正极。其电极反应为：负极（Al）：2Al6e-=2Al3+；正极（Cu）：6H+6e-= 3H2。在浓HNO3作电解质溶液的原电池中，因为Al在浓HNO3中钝化，较不活泼的铜作负极，其电极反应为：负极（Cu）：Cu2e-= Cu2+；正极（Al）：2NO3-+4H+2e-=2 NO2+2H2O。但随

11、着反应的进行，浓HNO3逐渐变稀，正极电极反应又有：NO3-+4H+3e-= NO+2H2O。3 、注意电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性，虽不会改变电池的正负极，但却改变了电极反应。例7、若将例2中的电解质KOH溶液改为稀硫酸，其它条件不变，试写出该电池两极的电极反应式。解析：该题虽只改变了电解质溶液的酸碱性，但总反应式与例2不相同了，其总反应式为CH4+2O2CO2+2H2O。这样，在正极上O2得电子生成的O2-会与稀硫酸中的H+结合生成水，而不再生成OH-（OH-能与H+继续反应生成水）。正极反应式为：2O2+8H+8e- = 4H2O，负极上的

12、反应式则可用总反应式减去正极反应式（电子守恒）得：CH4+2H2O8e-= CO2+8H+。电极反应式书写错误例析不能正确判断原电池正负极将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中，形成原电池。错误：负极：2Al-6e=2Al3+正极：6H+6e=3H2解析：将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3，由于Al在浓硝酸中钝化，不能持续反应，而Cu却能与浓HNO3持续反应，所以Cu为负极，Al为正极，因此正负极的判断应根据氧化还原反应的实质来确定，谁失去电子，谁做为负极。 正确：负极：2Cu-4e-=2Cu2+ 正极：2NO3-+2e-+4H+=2NO2+2H2O不能正确判断电极产物例2、将A

13、l片和Cu片用导线相连，插入稀NaOH溶液中形成原电池。错误：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：6H+6e-=3H2解析：Cu片和Al片用导线相连插入NaOH溶液中，其实质是Al和NaOH溶液反应，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2， Al失去电子生成AlO2-,而正极由于H+在碱性条件下不能大量存在，所以得到电子的物质是H2O正确：负极：2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-忽视电极产物与电解质溶液反应例3、氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域，它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性。如铂电极、

14、活性炭电极等，电解质溶液一般为40%的KOH溶液，写出电极反应式：错误：负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+2H2O+4e-=4OH-解析：在负极H2失去电子生成H+，而H+在碱性溶液中与OH-反应，生成H2O，因此应把两个式子合并为：2H2+4OH-4e-=4H2O 正确：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-忽视了电解质的状态例4、固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的，它从固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应多孔电极a.固体电解质多孔电

15、极b2c 1/2O2(干燥) H2H2O2e-O2-2e-其电极反应式为。错误：负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+2H2O+4e=4OH-解析：此类燃料电池的电解质是固体，并不是水溶液，因此正极电极反应为：O2+4e-=2O2-正确：负极：2H2+2O2-4e-=2H2 正极：O2+4e-=2O2-忽视了金属单质与阴、阳离子的放电顺序例5、电解醋酸的浓溶液，以Pb做电极，在电解过程中，无沉淀产生，但电解效率逐渐下降，同时H+也随之降低，随后溶液不再导电，电解自然停止。电极反应是；电解总反应的方程式为；错误：阳极：4OH4e-=O2+2H2O 阴极：2H+2e-=H2分析：放电顺序： 阳

16、极：非惰性电极OH- CH3COO- 阴极：H+放电，Pb2+与CH3COO-结合生成难电离的(CH3COO)2Pb(1)本题属于电解的应用。用铅做阳极材料，根据电解规律，非惰性电极做阳极时，阳极本身被氧化而溶解，即Pb-2e-=Pb2+，而Pb2+与CH3COO-结合生成难电离的(CH3COO)2Pb，所以阳极反应为：Pb+2CH3COOH-2e-=(CH3COO)2Pb+2H+，阴极反应为：2H+2e=H2(2)电解总反应式为：Pb+2CH3COOH (CH3COO)2Pb+H2练习1： 按图所示进行铁钉被腐蚀的实验，一周后观察：若试管中液面上升，发生的是腐蚀，电极反应：正极，负极。若试管

17、中液面下降，发生的是腐蚀，电极反应：正极，负极。练习2： 将铂电极插入氢氧化钾溶液，然后向两个电极分别通入甲烷等燃料和氧气等氧化剂组成的一种电池。由于所发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称为燃料电池。根据两极上反应实质判断通入甲烷的一极为电池的极，这一电极的反应式为，该电池放电反应的总反应方程式为。练习3 ：设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，回答如下问题：以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：。这个电池的

18、正极发生的反应是：，负极发生的反应是：，固体电解质里的O2-的移动方向是：，向外电路释放电子的电极是：。人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是什么？。（4）汽油燃料电池最大的障碍是氧化不完全产生堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，这正是新一代化学家的历史使命。答案：练习1：（1）吸氧腐蚀 O2+2H2O+4e-=4OH- 2Fe-4e-=2Fe2+（2）吸氢腐蚀 H2+2e-=2H+ Fe-2e-=Fe2+ 练习2：负 CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 练习3：（1）2C4

19、H10+13O2=8CO2+10H2O （2）13O2+52e=26O2- 2C4H10+26O2-52e-=8CO2+10H2O 由通入空气的电极移向通入汽油蒸汽的电极 负极 （3）燃料电池具有较高的能量利用率。（4）炭粒高中化学燃料电池的书写方法几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反

20、应为：2H2O22H2O电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H22e2H ,2H2OH2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2 2e2OH2H2O；正极是O2得到电子，即：O24e2O2 ，O2 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH即：2O22H2O4OH ，因此，正极的电极反应式为：O2H2O4e4OH 。 2电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 2e2H 正极是O2得到电子，即：O24e2O2 ，O2在酸性条件下不能单独存在，只能结合H生成H2O即：O22 HH2O，因此正极的电极反应式为：O2

21、4H4e2H2O(O24e2O2 ，2O24H2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2 2e2H 正极的电极反应式为：O2H2O4e4OH 说明： 1.碱性溶液反应物、生成物中均无H；2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH； 3.中性溶液反应物中无H 和OH；4.水溶液中不能出现O2。二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1 碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O3O2 4KOH 2K2CO36H2O正极的电极反应式为：3O212e6H2O12OH 负极的电极反应式为：CH4O 6e8OHCO32 6H2O 2. 酸性电解质（

22、H2SO4溶液为例）总反应： 2CH4O3O22CO24H2O正极的电极反应式为：3O212e12H6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O12e2H2O12H 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH42KOH 2O2K2CO33H2O。 负极发生的反应：CH4 8e8OH CO26H2O CO22OH CO32H2O，所以：负极的电极反应式为：CH410 OH8eCO327H2O 正极发生的反应有：O24e2O2 和O2H2O2OH 所以：正极的电极反

23、应式为：O22H2O4e4OH说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝空气海水电池：我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。负极的电极反应式为：4Al12e4Al3；正极的电极反应式为：3O26H2O12e12OH总反应式为：4Al3O26H2O4Al(OH)3说明：铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.牛刀小试：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可

24、用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO2CO4CO24e正极反应式： 。总电池反应式： 。案例探究例题某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向_(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向_极通入O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)H2S(3)CO(4)CH4(5)C2H4(6)C2H2命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。错解分析：忽视电解质溶液

25、是KOH溶液，误以为负极能放出酸性气体。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e2H2O=4OHH22e2OH=2H2O2H2O2=2H2O变小(2)H2S6e8OH=SO5H2O2H2S3O24OH=2SO4H2O变小(3)CO2e4OH=CO2H2O2COO24OH=2CO2H2O变小(4)CH48e10OH=CO7H2OCH42O22OH=CO3H2O变小(5)C2H412e16OH=2CO10H2OC2H43O24OH=2CO4H2O变小(6)C2H210e14OH=2CO8H2O2C2H25O28OH=4CO6H2O变小锦囊妙计1、燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正

26、极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。2、O2在酸性（H+）条件下不能单独存在，只能结合H生成H2O;O2 在碱性(OH)条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH突击训练1.将例题中的惰性电极改为Al电极和Mg电极，并停止通气体，则：(1)正极反应为： ；(2)负极反应为： ；(3)电极总反应式为：_；电解质溶液的pH变化为：_(填“增大”“不变”或“变小”)。2.将例题中的“KOH(aq)”改为：稀H2SO4，其他同例题，试回答前(4)问。可燃性气体正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)H2(2)H2S(3)CO(4)CH4(

27、5)C2H4(6)C2H23.将Al、Fe两电极分别插入盛有稀HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答1题中三个问题。4.将Al、Cu两电极分别插入盛有18.4 molL1的H2SO4(aq)中组成原电池，试回答1中三问。附：参考答案牛刀小试提示：原电池中，正极上富余电子，通入正极上的O2得到电子：O24e=2O2O2半径很小，在熔盐中不能单独存在，被CO2分子俘获：CO2O2=CO将正、负两极上的电极反应式叠加，可得总反应方程式。答案：O22CO24e=2CO2COO2=2CO2突击训练1.提示：碱性溶液中，Al比Mg活泼，负极上Al失去电子。正极上H2O得电子，逸出H2，生成OH。答案：(

28、1)6H2O6e=6OH3H2(或6H6e=3H2)(2)2Al6e8OH=2AlO4H2O(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2变小2.提示：负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成H、H和SO2、CO2、H和CO2，产物中O原子由H2O提供。正极上，O2得电子变为O2，O2与H结合生成H2O。如果有水生成，溶液的浓度和pH都会发生变化。答案：正极反应负极反应电池总反应pH变化(1)O24e4H+=2H2OH22e=2H+2H2O2=2H2O变大(2)H2S6e2H2O=SO26H+2H2S3O2=2SO2H2O变大(3)CO2eH2O=CO22H+2COO2=CO2不变(4)

29、CH48e2H2O=CO28H+CH42O2=CO22H2O变大3.提示：活泼金属Al失电子变成Al3，电子由负极流向正极，正极上NO (而非H)得电子变成NO逸出，同时有H参加反应，与NO的另外2个2价的O原子结合成H2O分子。答案：(1)4HNO3e=2H2ONO(2)Al3e=Al3(3)Al4H2NO=Al32H2ONO变大4.解析：活泼金属Al在浓硫酸中钝化，Cu作负极失去电子成为Cu2，电子流向正极，正极上溶液中的H2SO4分子得到电子变为H2O和SO2。由于纯硫酸的电离度大于纯水的电离度。而在水参加的电极反应式中，H2O分子可拆为H和OH，所以浓硫酸参加的电极反应式中，H2SO4

30、分子可拆成H和SO；而依照离子方程式的写法，可知在电池反应中H2SO4分子不能拆分为离子。因为电池反应中，H2SO4被消耗，且有H2O生成，所以H2SO4逐渐变稀，c(H)逐渐变大，pH逐渐变小，直至浓H2SO4变成稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。但这时Al与稀H2SO4发生反应，负极上Al失电子变为Al3，正极上H得电子变为H2。稀H2SO4被消耗，c(H)变小，pH变大。答案：(1)开始：4HSO2e=2H2OSO2，后来：2H2e=H2(2)开始：Cu2e=Cu2，后来：Al3e=Al3(3)开始：Cu2H2SO4(浓)=CuSO42H2OSO2，后来：2Al3H2SO4(

31、稀)=Al2(SO4)33H2先变小后变大高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2O22H2O电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H22e2H ,2H2OH2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2 2e2OH2H2O；正极是O2得到电子，即：O24e2O2 ，O2 在碱性条件