電極方程式的書寫

關于電極方程式的書寫★考綱要求1、了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。2、了解常見化學電源的種類及其工作原理。3、理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天★近三年高考電化學的主要特點

（1）注重基礎：判斷電極、電極反應、電解產(chǎn)物以及電極反應的書寫。（2）起點高：電化學、氧化還原反應、特別是新型電池等聯(lián)系，考查的知識有一定的綜合度。（3）注重實際：電化學知識與生產(chǎn)、生活知識(如金屬的腐蝕與防護、銅的電解精煉、氯堿工業(yè))以及新科技知識相結(jié)合。第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天⑴原電池正、負極的確定①由兩極的相對活潑性確定：相對活潑性較強（針對電解質(zhì)溶液而言）的金屬為負極（一般地，負極材料與電解質(zhì)溶液要發(fā)生反應），相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俚葹檎龢O。②由電極變化情況確定：某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應，則此電極為負極；若某一電極上有氣體產(chǎn)生、電極的質(zhì)量不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應，則此電極為正極。③根據(jù)實驗現(xiàn)象確定：一般可以根據(jù)電極附近指示劑（石蕊、酚酞、濕潤的KI–淀粉等）的顯色情況來分析推斷該電極發(fā)生的反應情況，是氧化反應還是還原反應，是H+還是OH－或I－等放電，從而確定正、負極。④如兩極都是惰性電極（一般用于燃料電池），則可根據(jù)原電池原理分析，發(fā)生氧化反應的氣體（或?qū)镔|(zhì)）所對應的一極為負極，燃料電池中則通入燃料的一極為負極，通入氧氣的一極為正極。⑤如果題目給定的是圖示裝置，可根據(jù)電子流動方向或其它提示來分析正、負極。1、原電池電極反應式書寫的一般步驟第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天⑵書寫電極反應式原電池的電極名稱一旦確定，則相應電極的電極反應式也隨之確定。但書寫電極反應式時還需注意以下幾點：①兩極電極反應式若要相加時則電子得失數(shù)目必須相等。②注意溶液的性質(zhì)(溶液的酸堿性)?？簇摌O反應生成的陽離子或產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否能反應，若能反應，則繼續(xù)反應并將兩步反應方程式相加得到該電極反應式中。第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例1、以Al、空氣，海水為能源的海水電池。

負極：

正極：總：第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例2、甲醇、空氣（含CO2），與碳酸鋰熔融鹽燃料電池。負極：正極：總：第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例3、有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內(nèi)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。負極：正極：注重實際第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例4、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，試寫出該電池的兩極反應式。負極：正極：總反應：第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天燃料電池中正極反應式的書寫：1、電解質(zhì)溶液為中性、堿性或弱酸性

O2+2H2O+4e-=4OH-O2+4H++4e-=2H2O（熟記）若正極上的反應物質(zhì)一般都是O2

3、電解質(zhì)溶液為熔融氧化物，能傳導O2-O2+4e-=O2-4、電解質(zhì)溶液為質(zhì)子交換膜，能傳導H+O2+4H++4e-=2H2O2、電解質(zhì)溶液為酸性

5、電解質(zhì)溶液為熔融碳酸鹽，能傳導CO32-O2+4e-+2CO2=2CO32-第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、Al－Cu－NaHCO3溶液構成的原電池中，鋁電極為

極，電極反應為：練習1負負極正極總反應第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

帶鹽橋的原電池:第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、［2012·四川11］一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有關說法正確的是A.檢測時，電解質(zhì)溶液中的H＋向負極移動B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正極上發(fā)生的反應是：O2+4e－+2H2O=4OH－c高考題型第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天已知反應AsO43-

+2I-

+2H+AsO33-+I2+H2O是可逆反應。設計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極），分別進行下述操作：

Ⅰ．向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸

Ⅱ．向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流計指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

據(jù)此，下列判斷正確的是A．操作I過程中，C1為正極

B．操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K+移向B燒杯溶液

C．操作I過程中，C2棒上發(fā)生的反應為：

AsO43-+2H+

+2e-=AsO33-+H2O

D．操作Ⅱ過程中，C1棒上發(fā)生的反應為：2I-

=I2

+2e-第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電解池中電極反應式的書寫小結(jié)1、看陽極材料，如果陽極是活潑電極（金屬活動順序表Ag以前），是陽極自身失電子。注意陽離子與電解質(zhì)溶液能否反應。若能反應，則應把兩步反應相加寫入陽極反應式。2、如果陽極是惰性電極（Pt、Au、石墨），電解質(zhì)溶液中的陰離子放電，根據(jù)離子的放電順序書寫電極反應式。陰離子失去電子被氧化的順序為：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根離子＞F-。3、陰極上陽離子得到電子發(fā)生還原反應被還原的順序為：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸電離出的H+）＞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）。第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天陽極：陰極：總反應式：

例1、寫出用石墨作電極，電解CuSO4溶液寫出電極反應式及總反應方程式。第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例2Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,其電解制法如下圖所示,請根據(jù)圖示分析:Fe電極與電源的

極相連，電極式為

。

Fe—6e-+8OH-=FeO42-+4H2O正第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

例3（2013廣州一模31（4）電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：陰極的電極反應式為

.產(chǎn)品室中反應的離子方程式為

.

.

.①2H++2e－=H2↑（2分）②HPO32－+2H+=H3PO3

（2分）或：HPO32－+H+=H2PO3－、H2PO3－+H+=H3PO3（各1分）陽極陰極第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4、（2011廣東32）（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為

極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl4―

和Al2Cl7―形式存在，鋁電極的主要電極反應式為：Al-3e-+7AlCl4―=4Al2Cl7―鞏固練習陽第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5、（2013江門一模）(5)工業(yè)上還可用電解法制備重鉻酸鈉，其裝置示意圖如右：陰極發(fā)生的電極反應式為：＿＿＿＿＿＿陽極發(fā)生的電極反應式為：＿＿＿＿＿＿

鞏固練習2H+＋2e－=H2↑（2分）4OH－-4e－

=O2↑+2H2O（2分）提示：選修4p262CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天例5熔融狀態(tài)下，Na單質(zhì)和FeCl2能組成可充電電池（裝置示意圖如下），反應原理為：

2Na+FeCl2Fe+2NaCl放電時，電池的正極反應式為__________________：充電時，_______（寫物質(zhì)名稱）電極接電源的負極；該電極的反應方程式為：__________________：

Fe2++2e－=FeNaNa++e－=Na第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5、［2012·海南16］(9分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2

，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示。回答下列問題：

(1)甲烷燃料電池正極、負極的電極反應分別為

、

。

(2)閉合K開關后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是

，電解氯化鈉溶液的總反應方程式為

；2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2OH2

電解第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

鞏固練習6、蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應：下列有關愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是()A．放電時，F(xiàn)e是負極，NiO2是正極B．蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質(zhì)溶液中C．充電時，陰極上的電極反應為：D．放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動

答案：B、D。

第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

原電池和電解池的計算包括：兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液的計算、相對原子質(zhì)量的計算和阿伏伽德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電荷守恒量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量。不論那類計算，均可以概括以下三類方法：二有關電化學的計算第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

1、根據(jù)電子守恒法計算：依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負極產(chǎn)物、電荷量等類型的計算。

2、根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應在寫出總反應式，根據(jù)總反應式比例計算。

3、根據(jù)關系式計算：由電子守恒關系建立已知量與未知量之間的筆記關系。常見微粒間的計量關系式為：

4e-~4H+~4OH-~4Cl-~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

電解產(chǎn)物的計算是高考中可能考查的基本內(nèi)容。解題思路通常有兩種：一種是根據(jù)總的電解方程式，即根據(jù)化學方程式進行計算。另一種是根據(jù)電極反應，運用陽極與陰極的電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等進行計算。常見的題型有：第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天一、單一溶液的電解用兩個惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時（設電解時陰極沒有氫氣逸出，且電解液體積變化可以忽略），電極上析出的質(zhì)量是A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg用惰性電極電解AgNO3溶液時，發(fā)生的反應為：

4AgNO3+2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3

因為有HNO3生成，所以pH要變小。生成HNO3的物質(zhì)的量為(10-3－10-6)×0.5≈0.5×10-3mol，所以析出銀的質(zhì)量為0.5×10-3mol×108g/mol=54mg

第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天一、單一溶液的電解

25℃，電解一定量的硫酸鈉飽和溶液。一段時間后，陰極析出a摩爾氣體，同時有m克Na2SO4.10H2O晶體析出.若溫度不變，此時溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？

電解硫酸鈉溶液實際上是電解水，陰極氫離子得電子，生成氫氣amol，就有amol水被電解。析出mg硫酸鈉晶體，那么晶體與amol水混合得到的是該溫度下硫酸鈉的飽和溶液。最終的還是飽和溶液，質(zhì)量分數(shù)(142m/322)/(m+18a)*100%。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、混合溶液的電解

在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中用石墨做電極電解，兩極均收集到2.24L氣體（標況），則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為1moL/LB.2moL/LC.3moL/LD.4moL/L第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、混合溶液的電解

將0.2moLAgNO3

、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做電極電解一段時間后，在一極析出0.3moLCu，此時在另一極收集到氣體體積為（標況）4.48LB.5.6LC.6.72L