原电池和电解池电极反应式的书写方法

专项突破---电极反应式书写技巧电化学中电极反应式的书写基本是高考的必考题型之一，如何解决这一难题，应尊遵循以下思路：（1）明确写的是何种电极的反应式（2）明确该电极的放电微粒和放电后的产物：在确定放电微粒时要严格遵循题目要求。

（3）利用化合价的变化确定得失电子数（4）先利用电荷守恒，后利用原子守恒并结合电解质溶液的环境(酸性、碱性、中性等)确定电极反应式中的所缺微粒。

（一）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；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。

3、正负极电极反应式在得失电子数目相同时相加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书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。

【典型例题】用金属铂片插入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，在碱性性溶液中，O2得电子生成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。

【专题练习】燃料电池是燃料(如CO，H2，CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是稀硫酸溶液，在甲烷燃料电池中：负极反应式为，正极反应式为：。

（二）、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料，若阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前的金属,金属活动顺序由强到弱：钾〉钙〉钠〉镁〉铝〉铍〉锰〉锌〉铁〉钴〉镍〉锡〉铅〉(氢)〉铜〉汞〉银〉铂〉金。

原电池和电解池．1原电池和电解池的比较：2原电池正负极的判断：⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。

⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极T正极。

电流方向：正极T负极。

⑶根据电极变化判断：氧化反应T负极；还原反应T正极。

⑷根据现象判断：电极溶解T负极；电极重量增加或者有气泡生成T正极。

⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子T移向负极；氧离子T移向正极。

3 电极反应式的书写：负极：（1）负极材料本身被氧化：n+2+①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-n e- =M 如：Zn-2 =Zn （如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中：如铅蓄电池，Pb+S042--2e-=PbS04⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，如燃料电池CH4-02（C作电极）电解液为KOH：负极：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O正极：（1）当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，+H2SO4 电解质，如2H+2e=H2 CuS电解质：Cu2++2e= Cu⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O2反正还原反应-①当电解液为中性或者碱性时，H2O比参加反应，且产物必为OH,如氢氧燃料电池（KOH电解质）O2+2H2O+4e=4OH+②当电解液为酸性时，H比参加反应，产物为H2OO2+4O2+4e=2H2O4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别6.金属的防护⑴改变金属的内部组织结构。

合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。

如：不锈钢。

⑵在金属表面覆盖保护层。

常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

⑶电化学保护法①外加电源的'阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。

原电池中电极反应式的书写技巧原电池电极反应式的书写是高中化学学习中的一个重点和难点,对初学者来说常感到无从下手,它又是高考考查的热点,历年高考卷中都有涉及。

本人就这几年教学实践,谈几点有关电极反应式书写方法的体会。

一、书写原则原电池中电极反应属于氧化还原反应,要遵循原子守恒、转移电子守恒及电荷守恒原则。

除此之外,还要特别注意以下两点:加和性原则和共存原则。

加和性原则:两电极反应式相加,消去电子后得电池总反应式。

利用此原则,用电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式,或颠倒相加也可。

如后面例题分析中的例4。

共存原则:如碱性溶液中CO 2不可能存在,也不会有H +参加反应或生成;同样在酸性溶液中,不会有OH -参加反应或生成。

根据此原则,同一物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。

(如后面例题分析中的例3)二、书写步骤(一)首先确定原电池的正、负极,常见有以下几种情况:1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强(针对电解质溶液而言)的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。

但也要具体情况具体分析。

(如例4)2.由电极变化情况确定:若某一电极不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极。

3.根据实验现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI-淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的是氧化反应还是还原反应,是H +还是OH -或I -等放电,从而确定正、负极。

一般而言,负极失电子被氧化,应该产生阳离子或消耗阴离子,使溶液中阴离子移向的一级,其pH值一般降低。

正极得电子被还原,应该是产生阴离子或消耗阳离子,是溶液中阳离子移向的一极,其pH值一般升高。

例如用酚酞作指示剂,溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H +放电导致c(OH -)>c(H +),H +放电是还原反应,故这一极为正极。

专题三电化学原理及其应用【考纲要求】1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应方程式和电池反应方程式2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

【高考考点】选择题原电池和电解池工作原理、电极产物判断、电极反应方程式书写及计算【知识要点】考点1、原电池和电解池工作原理考点2、原电池和电解池电极反应式的书写原电池：①一般电池：先负后正[负极：M-ne-(+反应离子)=M n+(M n+对应沉淀)；正极：总反应-正极反应]②燃料电池：看酸碱性，先正后负。

正极：(酸性)O2+4e－+4H+=2H2O (碱性)O2+4e－+2H2O=4OH-;负极：总-负极（注意：把O2消去）电解池：阳极：一看电极，二看放电。

[注意：4OH—-4e-=2H2O+O2]阴极：找离子，排顺序。

M n++ne-=M 2H++2e-=H2↑考点3、原电池和电解池电极及电解质溶液PH值的变化和简单计算PH值的变化：①电极附近看电极反应方程式（PH升高，有OH-生成或H+被消耗）；②电解池看总反应方程式。

计算：电子守恒法，分电极，分步骤计算。

考点4、原电池和电解池原理的应用（应用：新型电池的应用、金属的防护、精炼铜、电镀、电解NaCl、MgCl2等）【习题精讲】( )1、某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。

下列叙述不正确．．．的是A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= CuC. 无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动( )2、据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。

关于该电池的叙述正确的是A. 放电时，正极反应为式：O2＋4e-+4H+==2H2OB. 放电时，负极反应为式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2OC. 充电时，原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时，阴极反应式为：4OH-－4e-==2H2O+O2↑( )3、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

常见的原电池电极反应式的书写24负极： Zn –2e －==Zn 2+ 正极： 2H ++2e －==H 2↑总反应离子方程式 Zn + 2H + == H 2↑+ Zn 2+2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe ，正极—C ，电解液——酸性)负极： Fe –2e －==Fe 2+ 正极：2H ++2e －==H 2↑总反应离子方程式 Fe+2H +==H 2↑+Fe 2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe ，正极—C ，电解液——中性或碱性)负极： 2Fe –4e －==2Fe 2+ 正极：O 2+2H 2O+4e －==4-OH 总反应化学方程式：2Fe+O 2+2H 2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O 2+2H 2O==4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3==Fe 2O 3 +3 H 2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al ，正极—Ni ，电解液——NaCl 溶液)负极： 4Al –12e －==4Al 3+ 正极：3O 2+6H 2O+12e －==12-OH 总反应化学方程式： 4Al+3O 2+6H 2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、铝–空气–海水（负极－－铝，正极－－石墨、铂网等能导电的惰性材料，电解液－－海水）负极 ：4Al －12e －==4Al 3+正极 ：3O 2+6H 2O+12e －==12OH －总反应式为： 4Al+3O 2+6H 2O===4Al(OH)3 （铂网增大与氧气的接触面）(海洋灯标电池) 6、普通锌锰干电池：(负极——Zn ，正极——碳棒，电解液——NH 4Cl 糊状物)负极：Zn –2e －==Zn 2+ 正极：2MnO 2+2NH 4++2e －==Mn 2O 3 +2NH 3+H 2O 总反应化学方程式：Zn+2NH 4Cl+2MnO 2=ZnCl 2+Mn 2O 3+2NH 3+H 2O 7、碱性锌锰干电池：（负极——Zn ，正极——碳棒，电解液KOH 糊状物）负极：Zn + 2OH – 2e －== Zn(OH)2 正极：2MnO 2 + 2H 2O + 2e －==2MnO(OH) +2OH －总反应化学方程式：Zn +2MnO 2 +2H 2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 8、银锌电池：(负极——Zn ，正极－－Ag 2O ，电解液NaOH )负极：Zn+2OH －–2e －== ZnO+H 2O 正极 ：Ag 2O + H 2O + 2e －== 2Ag + 2OH －总反应化学方程式： Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag 9、镁铝电池：（负极－－Al ，正极－－Mg ，电解液KOH ）负极(Al)： 2Al + 8OH －＋6e － ＝ 2AlO 2－+4H 2O 正极(Mg ）： 6H 2O + 6e － ＝ 3H 2↑+6OH –总反应化学方程式： 2Al + 2OH － + 2H 2O ＝ 2AlO 2－+ 3H 2↑10、一次性锂电池：（负极－－金属锂，正极－－石墨，电解液：LiAlCl 4－SOCl 2）负极 ：8Li －8e －＝8 Li + 正极 ：3SOCl 2＋8e －＝SO 32－＋2S ＋6Cl －2 23 2 放电时：负极： Pb －2e －＋SO 42－==PbSO4 正极： PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 42－==PbSO 4＋2H 2O总化学方程式 Pb ＋PbO 2 + 2H 2SO 4==2PbSO 4+2H 2O2、镍镉电池（负极－－Cd 、正极—NiOOH 、电解液: KOH 溶液）放电时 负极： Cd －2e — + 2 OH –== Cd(OH)2 正极： 2NiOOH + 2e — + 2H 2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)2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。

常见原电池、电解池的电极反应及电池反应的小结一、一次电池1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4）负极：正极：总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性)负极：正极：总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性)负极：正极：总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2；(铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液)负极：正极：总反应化学方程式：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物)负极：正极：总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物）负极：正极：总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH )负极：正极：总反应化学方程式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池：（负极－－Al，正极－－Mg，电解液KOH）负极(Al)：正极(Mg）：总反应化学方程式：2Al + 2OH－+ 6H2O ＝2【Al（OH）4】－+ 3H2↑9、高铁电池（负极－－Zn，正极－－碳，电解液KOH和K2FeO4）正极：负极：总反应化学方程式：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电充电10、镁/H2O2酸性燃料电池正极：负极：总反应化学方程式：Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸）负极：正极：总化学方程式Pb＋PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池（负极－－Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液）放电时负极：正极：总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池：总反应方程式： 2H2 + O2 === 2H2O（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极：正极：（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极：正极：（3）电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极：正极：2、甲醇燃料电池（注：乙醇燃料电池与甲醇相似）（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应化学方程式：2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：负极：总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应方程式为：2CO ＋O2 ＝2CO2正极：负极：4、甲烷燃料电池（1）碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：负极：总反应方程式：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O（2）酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）总反应方程式：CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极：负极：5、肼(N2H4)燃料电池（电解质溶液是20%～30%的KOH溶液）总反应方程式：N2H4+ O2 === N2 +2H2O正极：负极：6、H2、Cl2电池（铂为两极，一极为H2，另一极为Cl2，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液）正极：负极：总反应方程式：7、A g、Cl2电池（负极—Ag 、正极—铂,通入Cl2，电解液: 1 mol·L-1盐酸）正极：负极：总反应方程式：2Ag+ Cl2==2 Ag Cl8、H2、N2电池（铂为两极，一极为H2，另一极为N2，电解质溶液是盐酸、氯化铵溶液）正极：负极：总反应方程式：3H2 + N2 +2HCl==2 NH4Cl四、非水电池1、氢氧电池：一极为H2，另一极为空气与CO2的混合气，电解质为熔融K2CO3（盐）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O2、固体酸燃料电池（一极通入空气，另一极通入H2；电解质是CsHSO4固体传递H+）负极：正极：总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O3、新型燃料电池（一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体）正极：负极：总反应方程式：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O4、CO电池（一极为CO，另一极为空气与CO2的混合气，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质）正极：负极：总反应方程式O2 ＋2CO==4CO25、Li-Al/FeS电池（一级是Li-Al合金，一极是粘有FeS的石墨，电解质是Li2CO3熔融盐）正极：负极：总反应方程式：2Li+FeS=Li2S+Fe五、电解池1、写出下列电解池的电极反应式和总反应式（1）用惰性电极电解硫酸钠溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量____________ 阳极: 。

原电池中电极反应式的书写一、原电池电极反应式的书写（一）原则：负极：失电子，发生氧化反应（一般是负极本身失电子）正极：得电子，发生还原反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子，但也可能是O2在正极上得电子（吸氧腐蚀），或正极本身得电子）总反应式（电池反应）= 正极反应式 + 负极反应式对于可逆电池，一定要看清楚“充电、放电”的方向。

放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。

（二）具体分类判断1.第一类原电池：①两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物)；②电解质溶液，至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应，一般是置换反应；③两电极插入电解质溶液中且用导线连接。

方法：先找出两极相对活泼性，相对活泼的金属作负极，负极失去电子发生氧化反应，形成阳离子进入溶液；较不活泼的金属作正极，溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应，析出金属或氢气，正极材料不参与反应。

如：Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg。

但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al（Mg与NaOH溶液不反应，Al是两性金属，可以与NaOH溶液反应）。

再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在（得失电子不能同时在同极上发生），不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。

如：Mg、Al在碱性环境中构成的原电池解析：在碱性环境中Al 比Mg活泼，其反实质为Al与碱溶液的反应：2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极：2Al - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O正极：6H2O + 6e- =3 H2↑ + 6OH-注意：Al-3e-=Al3+，此时Al3+在碱性环境不能稳定存在，会与OH-（过量）结合转化为AlO2-2. 第二类原电池：①两个活动性不同的电极；②任何电解质溶液( 酸、碱、盐皆可)；③形成回路。

这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应，电解质溶液只起导电作用。