2021年高考化學一輪復習易錯題電極反應式書寫含解析

1、電極反應式書寫【易錯分析】1. 從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池。而兩個電極相加即得總的反應方程式。所以對于一個陌生的原電池，只要知道總的反應方程式和其中的一個電極反應式，就可寫出另一個電極反應式。在同一個原電池中，負極失去電子的總數一定等于正極得到電子的總數，所以在書寫電極反應式時，要注意電荷守恒。這樣可避免在有關計算時產生錯誤或誤差，也可避免由電極反應式寫總反應方程式或由總方程式改寫電極反應式時所帶來的失誤。如果是在堿性溶液中，則不可能有h+出現，同樣在酸性溶液中，也不能出現oh。由于ch4、ch3oh等燃料電池在堿性溶液中，碳元素是以co32離子形式存在的，故不是放

2、出co2。2.分析電解池問題的一般程序為：找電源(或現象)判兩極寫電極反應式得總反應式。連電源正極的為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應；連電源負極的為陰極，陰極上發(fā)生還原反應，兩電極反應式之和即為電池總反應式。電極材料：惰性電極指pt、au、石墨；活性電極指除pt、au、石墨外的金屬材料?！惧e題糾正】例題1、(1)與mno2-zn電池類似，k2feo4-zn也可以組成堿性電池，k2feo4在電池中作為正極材料，其電極反應式為 ，該電池總反應的離子方程式為_。(2)尿素co(nh2)2在高溫條件下與no反應轉化成三種無毒氣體，該反應的化學方程式為 ?？蓪⒃摲磻O計成堿性燃料電池除去煙氣中的氮氧化物，該燃

3、料電池負極的電極反應式是 ，正極的電極反應式是 ?！窘馕觥浚?）k2feo4-zn組成堿性電池，k2feo4在電池中作為正極材料，feo42-中+6價鐵元素被還原為fe(oh)3中+3價鐵元素，其電極反應式為feo42-+3e-+4h2o fe(oh)3+5oh-。(2)由反應物的組成元素，可判斷生成的三種無毒氣體是n2、co2、h2o，化學方程式為2co(nh2)2+6no 5n2+2co2+4h2o。該反應設計成堿性燃料電池時，負極co(nh2)2失電子，負極反應為co(nh2)2-6e-+8oh-=co32-+n2+6h2o，正極no得電子，正極反應為2no+4e-+2h2o=n2+4o

4、h-?！敬鸢浮浚?）feo42-+3e-+4h2o fe(oh)3+5oh-（2）2co(nh2)2+6no 5n2+2co2+4h2o；co(nh2)2-6e-+8oh-=co32-+n2+6h2o，2no+4e-+2h2o=n2+4oh-例題2、（1）氨氣是合成眾多含氮物質的原料，利用h2-n2-生物燃料電池，科學家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負極催化劑，x交換膜為隔膜，在室溫條件下合成nh3的同時還獲得電能。其工作原理圖如下，則x膜為 交換膜，正極的電極反應式為 。（2）o2輔助的alco2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大，能有效利用co2，電池反應產物al2(c2o4)3是重要的

5、化工原料。電池的負極反應式: ，電池的正極反應式: ，反應過程中o2的作用是 ，該電池的總反應式: 。【解析】(1)由圖知，正極上n2轉化為nh3時需要結合氫離子，故負極上生成的h+應移向正極，x膜為質子交換膜或陽離子交換膜，n2在正極上得到電子后轉化為nh3。（2）該電池中al作負極，電解質為含alcl3的離子液體，故負極反應式為al-3e-=al3+，正極為多孔碳電極，根據正極反應式，得正極總反應為6co2+6e-=3c2o42-，o2不參與正極的總反應，故o2為催化劑，將負極反應式2al-6e-=al3+和正極反應式6co2+6e-=3c2o42-相加，可得該電池的總反應式為2al+6c

6、o2=al2(c2o4)3。【答案】（1）質子(或陽離子)；n2+6e-+6h+=2nh3（2）al-3e-=al3+；6co2+6e-=3c2o42-；催化劑；2al+6co2=al2(c2o4)3【知識清單】1.電極反應式和總反應式的書寫規(guī)則（1）電極反應式的書寫規(guī)則：原電池放電時的正、負極(或電解池電解時的陰、陽極)的電極反應式中各微粒的化學式均嚴格按照離子方程式的書寫規(guī)則進行書寫(即除了易溶且易電離的物質才可拆成離子形式，其它物質一律只寫成化學式)。電極反應式不僅寫出被氧化和被還原的物質及其產物外，還須包括該極區(qū)周圍電解質溶液中參加了離子反應的微粒在內 (注意：由于鹽類的水解程度一般很

7、小，因此可不考慮某些離子的水解反應) 。原電池放電時的正、負極(或電解池電解時的陰、陽極)的電極反應式都應滿足氧化還原反應的電子得失守衡。（2）總反應式的書寫規(guī)則：將原電池放電時的正、負兩極(或電解時的陰、陽兩極)的電極反應式相加所得的和即為總反應式(這里系指狹義的總反應式)。電解質溶液中來自兩極的電極反應所分別產生的離子，在溶液中相向遷移，相遇并相互發(fā)生的離子反應，可單獨書寫離子方程式，當然也可寫入總反應式而得到廣義的總反應式(由于這些離子反應的化學計量數關系和電極反應式是一致的)。以上所得的總反應式一般為離子方程式，也可改寫成對應的化學方程式。2.原電池中電極反應式的書寫（1）先確定原電池

8、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，如alcunahco3溶液構成的原電池中，因al失去電子生成的al3+能與hco3反應：al3+3hco3=al(oh)3+3co2，故鋁件（負極）上發(fā)生的反應為：al3e+3hco3=al(oh)3+3co2，而不是僅僅寫為：al3e=al3+。（3）在正負極上發(fā)生的電極反應不是孤立的，它往往與電解質溶液緊密聯系。若正極上的反應物質是o2，且電解質溶液為中性或堿性，電極反應式中不能出現h+，且水必須寫入正極反應式中，與o

9、2結合生成oh-，若電解質溶液為酸性，電極反應式中不能出現oh，且h+必須寫入正極反應式中，與o2結合生成水，若為熔融化合物，則不可能出現oh或h+。（4）正負極反應式相加（電子守恒）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電極反應式，即得到較難寫出的電極反應式。3.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），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

10、進行書寫電極反應式。陽極（惰性電極）發(fā)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(fā)生還原反應，陽離子得到電子被還原的順序為：ag+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(tài)鹽或氧化物而制得）。4.可充電電池電極反應式的書寫（1）可充電電池是聯系原電池與電解池的橋梁，它也是電化學知識的重要知識點。放電為原電池反應

11、，充電為電解池反應。原電池的負極反應與電解池的陰極反應，原電池的正極反應與電解池的陽極反應互為逆反應。（2）對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應；外電路中電子由負極流向正極，內電路中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。（3）可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應；充電時電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負極相連?！咀兪骄毩暋?.（1）利用lioh和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。lioh可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備lioh，兩電極區(qū)電解液分別為lioh和

12、licl溶液。b極區(qū)電解液為_溶液(填化學式)，陽極電極反應式為_，電解過程中l(wèi)i向_電極遷移(填“a”或“b”)。（2）用naoh溶液吸收煙氣中的so2，將所得的na2so3溶液進行電解，可循環(huán)再生naoh，同時得到h2so4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負”)極，c口流出的物質是_，so放電的電極反應式為_，電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因：_。2. （1）化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的na2feo4，同時獲得氫氣：fe2h2o2ohfeo3h2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色fe

13、o，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：na2feo4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被h2還原。電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在_(填“陰極室”或“陽極室”)。電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因為_。c( na2feo4)隨初始c(naoh)的變化如圖2，任選m、n兩點中的一點，分析c( na2feo4)低于最高值的原因：_。(2)研究證實，co2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應發(fā)生在_極，該電極反應式是_?！疽族e通關】1葉蠟石是一種重要的化工原料，化學式為x2y4z10(zw)2，短周期元素w、z、x、y的原子序數依次增大

14、，y的最外層電子數為次外層的一半，x為地殼中含量最多的金屬元素，x的離子與zw含有相同的電子數。下列說法不正確的是a原子半徑：xyzwb最簡單氫化物的沸點：yzcy的氧化物可作光導纖維的材料d常溫常壓下，z和w形成的常見化合物均為液體（1）鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有cr2o72的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上cr2 o72轉化為cr3+，其電極反應式為 。(2) 下圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖 (a、b均為多孔性pt電極)。b電極是 (填“正”或“負”)極， a電極上的電極反應式為 。 (3) 開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。直接甲醇燃料電池

15、(簡稱dmfc)由于結構簡單、能量轉化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注。dmfc工作原理如下圖所示，通入a氣體的電極是原電池的 極(填“正”或“負”)，其電極反應式為 。 (4) 以al和nio(oh)為電極，naoh溶液為電解液組成一種新型電池，放電時nio(oh)轉化為ni(oh)2，該電池反應的化學方程式是 。 (5) 與mno2-zn電池類似，k2feo4-zn也可以組成堿性電池，k2feo4在電池中作為正極材料，其電極反應式為 ，該電池總反應的離子方程式為 。 (6) mg-h2o2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如下，h2o

16、2在石墨電極上發(fā)生的電極反應式為 。 (7) 鋁電池性能優(yōu)越，al-ago電池可用作水下動力電源，其原理如下圖所示。該電池反應的化學方程式為 。(8)以no2、o2、熔融nano3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨電極反應生成一種氧化物y，則該電極的電極反應式為 。 (9)近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下， pt(a)電極是電池的 極，電極反應式為 ，pt(b)電極發(fā)生 (填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為 ，電池的總反應式為 。 (10) 下圖是利用微生物燃料電池處理工業(yè)含酚廢水的原理示意圖， 電極a附

17、近發(fā)生的反應是 。2（1）電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸(h2c2o3)，裝置如下圖所示，寫出復合膜電極的電極反應式: 。 （2）解no制備nh4no3，其工作原理如下圖所示。為使電解產物全部轉化為nh4no3，需補充物質有a，a是 ，說明理由: 。 （3）電解制備al(oh)3時，電極分別為al片和石墨，電解總反應式為 。 一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時alcl4和al2cl72兩種離子在al電極上相互轉化，其他離子不參與電極反應，放電時負極al的電極反應式為 。 （4）電解尿素co(nh2)2的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如圖，電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰陽兩極均為惰性電極，

18、a極為_，電極反應式為_，b極為_，電極反應式為_。 （5）化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的na2feo4，同時獲得氫氣：fe2h2o2ohfeo423h2，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色feo42，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：na2feo4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被h2還原。電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在_(填“陰極室”或“陽極室”)，電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因是_。 （6）次磷酸(h3po2)是一種精細磷化工產品，具有較強還原性， h3po2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析

19、法”工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：寫出陽極的電極反應式：_，分析產品室可得到h3po2的原因：_。 （7）利用下圖所示裝置電解制備ncl3(氯的化合價為1價)，其原理是nh4cl2hclncl33h2，b接電源的 (填“正”或“負”)極，陽極反應式是 。 （8）用naoh溶液吸收煙氣中的so2，將所得的na2so3溶液進行電解，可循環(huán)再生naoh，同時得到h2so4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。圖中a極要連接電源的 (填“正”或“負”)極，c口流出的物質是 ，so32放電的電極反應式為 ，電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因 。 （9）電

20、化學沉解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學降解no3的原理如圖，電源正極為 (填“a”或“b”)，陰極反應式為 。（10）電解法也可以利用khco3使k2co3溶液再生。其原理如下圖所示，khco3應進入 (填“陰極”或“陽極”)室。結合方程式簡述再生k2co3的原理是 。 參考答案【變式練習】1. （1）lioh2cl2e=cl2b(2)負硫酸 so2eh2o=so2h h2ohoh，在陰極h放電生成h2，c(h)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強【解析】（1）b極區(qū)生成h2 ，同時會生成lioh ，則b極區(qū)電解液為lioh 溶液；電極a為陽極，在陽極區(qū)licl 溶液中cl 放電，電極反

21、應式為2cl2e=cl2；在電解過程中l(wèi)i(陽離子)向b電極(陰極區(qū))遷移。（2）根據na、so的移向判斷陰、陽極。na移向陰極區(qū)，a極應接電源負極，b極應接電源正極，其電極反應式分別為，陽極：so2eh2o=so2h，陰極：2h2o2e=h22oh所以從c口流出的是h2so4，在陰極區(qū)，由于h放電，破壞水的電離平衡，c(h)減小，c(oh)增大，生成naoh，堿性增強，從b口流出的是濃度較大的naoh溶液。2. (1)陽極室防止na2feo4與h2反應使產率降低m點：c(oh)低，na2feo4穩(wěn)定性差，且反應慢或n點：c(oh)過高，鐵電極上有fe(oh)3(或fe2o3)生成，使na2f

22、eo4產率降低(2)陰co26h6e=ch3ohh2o【解析】(1)根據題意，鎳電極有氣泡產生是h失電子生成h2，發(fā)生還原反應，則鐵電極上oh發(fā)生氧化反應，溶液中的oh減少，因此電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在陽極室。h2具有還原性，根據題意：na2feo4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被h2還原。因此，電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，防止na2feo4與h2反應使產率降低。根據題意na2feo4只在強堿性條件下穩(wěn)定，在m點：c(oh)低，na2feo4穩(wěn)定性差，且反應慢；在n點：c(oh)過高，鐵電極上有fe(oh)3生成，使na2feo4產率降低。(2)根據題意，二氧化碳在酸性水溶

23、液中通過電解生成甲醇，co2中c呈4價，ch3oh中c呈2價，結合反應前后碳元素化合價變化，可知碳元素的化合價降低，得到電子，故該電極為陰極，電極反應式為co26h6e=ch3ohh2o。【易錯通關】1b【解析】葉蠟石化學式為x2y4z10(zw)2，短周期元素w、z、x、y的原子序數依次增大，x為地殼中含1.(1) cr2o72+6e-+14h+=2cr3+7h2o(2) 正 ch3och3-12e-+3h2o=2co2+12h+(3) 負ch3oh-6e-+h2o=co2+6h+(4) al+3nio(oh)+naoh+h2o=naalo2+3ni(oh)2(5) feo42+3e-+4h

24、2o=fe(oh)3+5oh- 2feo42+3zn+8h2o=2fe(oh)3+3zn(oh)2+4oh-(6) h2o2+2e-=2oh-(7) 2al+3ago+2naoh=2naalo2+3ag+h2o(8) no2+ no32-e-=n2o5(9) 負 ch3oh+h2o-6e-=co2+6h+還原 o2+4h+4e-=2h2o 2ch3oh+3o2=2co2+4h2o（10）c6h6o-28e-+11h2o6co2+28h+【解析】（1）在正極上cr2 o72得電子生成cr3+的同時與h+反應生成h2o，電極反應式為cr2 o72+6e-+14h+=2cr3+7h2o。(2)二甲醚

25、是燃料，所以a極是負極，b極是正極。a電極上發(fā)生氧化反應，由圖可知是酸性電池，由二甲醚燃燒化學方程式可知反應轉移12個電子，產物為二氧化碳，由電荷守恒得出電極反應式。(3)根據甲醇燃料電池的工作原理圖可知，電子由通入a氣體的電極流出，所以通入a氣體的電極是負極，甲醇在負極失電子生成co2，則電極反應式為ch3oh-6e-+h2o=co2+6h+。(4)利用題中信息可知放電時nio(oh)作正極，發(fā)生還原反應，則al作負極，因電解質溶液為naoh，則放電時al極發(fā)生氧化反應生成naalo2，由此容易寫出電池總反應式。(5)正極發(fā)生還原反應，k2feo4被還原為fe3+，由于是堿性環(huán)境，故生成fe

26、(oh)3，電極反應式為feo42+3e-+4h2o=fe(oh)3+5oh-;負極發(fā)生氧化反應，由于是堿性環(huán)境，zn被氧化生成 zn(oh)2，電極反應式為zn-2e-+2oh-=zn(oh)2。兩電極反應式相加得2feo42+3zn+8h2o=2fe(oh)3+3zn(oh)2+4oh-。(6)石墨電極為正極，h2o2發(fā)生還原反應生成oh-，電極反應式為h2o2+2e-=2oh-。(7)鋁作負極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成naalo2，ago作正極，得電子被還原為ag，電解質溶液為naoh溶液，所以其電池反應式為2al+3ago+2naoh=2naalo2+3ag+h2o。(8)因為石

27、墨電極上通入的o2得電子，故在石墨電極上no2失電子，與遷移過來的n結合生成+5價n o32的氧化物n2o5，電極反應式為no2+ no32-e-=n2o5。(9)從示意圖中可以看出電極pt(a)上ch3oh轉化為co2，發(fā)生氧化反應，為負極，酸性介質中電極反應式為ch3oh+h2o-6e-=co2+6h+;pt(b)電極上o2得電子發(fā)生還原反應，為正極，電極反應式為o2+4h+4e-=2h2o。（10）燃料電池是原電池，可將化學能轉化為電能，a正確;燃料電池中通入氧氣的一極發(fā)生還原反應，是正極，加燃料的一極發(fā)生氧化反應，是負極，電極b發(fā)生的反應為4h+o2+4e-=2h2o，氫離子被消耗，p

28、h增大，c錯誤;電極a是苯酚被氧化生成co2和h+，電極反應式為c6h6o-28e-+11h2o6co2+28h+。2.（1）h2c2o4+2e-+2h+=h2c2o3+h2o（2）nh3 根據反應8no+7h2o3nh4no3+2hno3，電解產生的hno3多（3）2al+6h2o2al(oh)3+3h2 al-3e-+7alcl4=4al2 cl7（4）陽極 co(nh2)28oh6e=n2co326h2o 陰極 6h2o6e=3h26oh（5）陽極室 防止na2feo4與h2反應使產率降低（6）2h2o4e=o24h，陽極室的h穿過陽膜擴散至產品室，原料室的h2po2穿過陰膜擴散至產品室

29、，二者反應生成h3po2（7）負 3cl6enh4+=ncl34h（8）負 硫酸 so322eh2o=so422h h2ohoh，在陰極h放電生成h2，c(h)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強（9）a 2no312h10e=n26h2o（10）陰極 水電離出h在陰極得電子生成h2，使水的平衡正移，產生的oh和hco3反應生成co32，使得k2co3再生【解析】（1）因為電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸(h2c2o3)，所以復合膜電極的電極反應是還原反應。（2）根據工作原理裝置圖，可以確定陽極為no失去電子轉變?yōu)閚o3，陰極為no得到電子轉變?yōu)閚h4+，書寫電極反應式為；陽極no-3e-+2h2o= no3+4h+，陰極no+5e-+6h+=nh4+h2o，然后根據得失電子守恒，硝酸根離子物質的量比銨根離子物質的量多，所以需要向溶液中加入的物質為nh3。（3）al在陽極放電，溶液中的h+在陰極放電，破壞了水的電離平衡，溶液中的oh-濃度增大，與產生的al3+結合生