电化学中电极反应式的书写技巧

电化学专题—电极反应方程式的书写电极方程式是解决电化学题目的关键电极反应的书写与下列几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与反应类型有关4、与电子守恒有关5、与电解质环境有关6、与总反应式有关7、与题给信息有关8、与离子的氧化还原性强弱有关一、仅有一电极材料参与反应方法：规律：参与反应的金属电极本身为负极，另一电极往往为正极，负极是参与反应的金属失电子，正极是介质溶液中的微粒得电子（反应一般为析氢、吸氧、析Cu、Ag等）（1）酸性较强介质：正极一般是析氢反应。

例：图1电极反应：负极：Zn-2e=Zn2+正极：2H++2e=H2↑（2）接近中性介质：正极一般是吸氧反应。

例：图2电极反应：负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-练习1.我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，利用空气中的氧使铝不断氧化产生电流，写出这种电池的电极材料、电极反应式及总反应式。

（3）碱性介质：正极一般也是吸氧反应。

例：图3电极反应：负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-（4）含不活泼金属的盐溶液为介质：正极析出不活泼金属（Cu、Ag等）。

例：图4电极反应：负极：Fe-2e=Fe2+正极：Cu2++2e=Cu二、两电极材料均参与反应（常见于蓄电池式或纽扣式电池）规律：两电极材料通常由金属和金属化合物构成，金属作负极。

电子得失均由两电极本身发生。

在书写电极反应式时，应考虑电解质对电极的影响（如生成难溶物、弱电解质等）。

介质为酸性溶液时，反应式两边不能出现OH-离子；碱性溶液为介质时，反应式两边不能出现H+离子。

（1）酸性介质例：实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池工作时总的方程式如下：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的电极反应式。

分析得出：负极：Pb-2e+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O（2）碱性介质例：蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用。

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。

原电池电极反应式的书写技巧原电池反应是在两极上分别发生氧化反应和还原反应，负极上的反应是活动性较强的金属电极被氧化或还原性较强的物质发生氧化反应，正极上的反应是氧化性较强的物质发生得到电子的还原反应。

初学原电池，总感到其电极反应很难写，原电池电极反应与一般的氧化还原反应的书写不一样，有它自身的书写方法和技巧。

但只要掌握规律，加强练习，还是可以写会的。

下面谈谈我书写原电池电极反应的一些体会：1.若知道电池总反应，根据总反应是两电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减半反应可得另一极反应。

例如，铅蓄电池的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，已知负极反应为：Pb+ SO42—－2e—=PbSO4，则正极反应为：。

[分析] 由于电极反应一般写离子方程式，先将电池的总反应改写成离子方程式：Pb+PbO2+4H++2SO42—=2PbSO4+2H2O，由总反应减负极半反应可得：Pb+PbO2+4H++2SO42—－（Pb+ SO42—－2e—）=2PbSO4+2H2O－PbSO4，整理可得正极半反应为： PbO2+4H++SO42—＋2e—=PbSO4+2H2O。

若知道电池总反应：氧化剂＋还原剂+（某介质）==还原产物+氧化产物+（另一介质）根据总反应找出氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物，电极反应的总模式是：负极：还原剂－ne—=氧化产物正极：氧化剂＋ne—=还原产物其他参与反应的介质分子或离子，根据配平需要，添加在半反应的反应物或生成物中。

2.若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参与反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。

阳离子一般参与正极反应。

参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。

例如，镍-镉蓄电池的总反应为：Cd+2NiO（OH）+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2，要书写电极反应式，首先，应判断电解液类型，由产物可知，电解液一定为碱液，镉被氧化成Cd（OH）2，所以，负极有OH—参加反应。

电池电极反应式或总反应式的书写1．铝—镍电池(负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2)负极：【4Al－12e－===4Al3＋】正极：【3O2＋6H2O＋12e－===12OH－】总反应式：【4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3】2．镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液)负极：【2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O】正极：【6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－】总反应离子方程式：【2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑】3．氢氧燃料电池：电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极：【2H2－4e－＋4OH－===4H2O】正极：【O2＋2H2O＋4e－===4OH－】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】4．氢氧燃料电池：电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极：【2H2－4e－===4H＋】正极：【O2＋4H＋＋4e－===2H2O】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】5．氢氧燃料电池：电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极：【2H2－4e－===4H＋】正极：【O2＋2H2O＋4e－===4OH－】总反应式：【2H2＋O2===2H2O】6．甲烷燃料电池：电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极：【2O2＋8e－＋4CO2===4CO2－3】负极：【CH4－8e－＋4CO2－3===5CO2＋2H2O】总反应式：【CH4＋2O2===CO2＋2H2O】7．甲烷燃料电池：酸性电解质(电解液为H 2SO 4溶液)正极：【2O 2＋8e －＋8H ＋===4H 2O 】负极：【CH 4－8e －＋2H 2O===CO 2＋8H ＋】总反应式：【CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O 】8．甲烷燃料电池：碱性电解质(电解液为KOH 溶液)正极：【2O 2＋8e －＋4H 2O===8OH －】负极：【CH 4－8e －＋10OH －===CO 2－3＋7H 2O 】总反应式：【CH 4＋2O 2＋2KOH===K 2CO 3＋3H 2O 】9．甲烷燃料电池：碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH 溶液) 正极：【3O 2＋12e －＋6H 2O===12OH －】负极：【2CH 3OH －12e －＋16OH －===2CO 2－3＋12H 2O 】总反应式：【2CH 3OH ＋3O 2＋4KOH===2K 2CO 3＋6H 2O 】10．甲烷燃料电池：酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极：【3O 2＋12e －＋12H ＋===6H 2O 】负极：【2CH 3OH －12e －＋2H 2O===12H ＋＋2CO 2】总反应式：【2CH 3OH ＋3O 2===2CO 2＋4H 2O 】11．CO 燃料电池：熔融盐(铂为两极、碳酸盐熔融作电解质，空气与CO 2为正极助燃气) 正极：【O 2＋4e －＋2CO 2===2CO 2－3】负极：【2CO ＋2CO 2－3－4e －===4CO 2】12．CO 燃料电池：酸性电解质(铂为两极、电解液为H 2SO 4溶液) 正极：【O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 】负极：【2CO －4e －＋2H 2O===2CO 2＋4H ＋】13．用惰性电极电解NaCl 溶液阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【2Cl －－2e －===Cl 2↑】总反应式：【2NaCl ＋2H 2O =====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑】阴极：【2Cu 2＋＋4e －===2Cu 】阳极：【4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑】总反应式：【2CuSO 4＋2H 2O =====电解2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2↑】15．用惰性电极电解熔融MgCl 2阳极：【2Cl －－2e －===Cl 2↑】阴极：【Mg 2＋＋2e －===Mg 】总反应式：【MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑】16．用惰性电极电解熔融Al 2O 3阳极：【6O 2－－12e －===3O 2↑】阴极：【4Al 3＋＋12e －===4Al 】总反应式：【2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑】17．用铜作电极电解H 2O阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【Cu －2e －===Cu 2＋】总反应式：【Cu ＋2H 2O =====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑】18．用铜作电极电解H 2SO 4溶液阴极：【2H ＋＋2e －===H 2↑】阳极：【Cu －2e －===Cu 2＋】总反应式：【Cu ＋H 2SO 4=====电解CuSO 4＋H 2↑】19．用铜作电极电解NaOH 溶液阴极：【2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －】阳极：【Cu －2e －＋2OH －===Cu(OH)2↓】总反应式：【Cu ＋2H 2O =====电解Cu(OH)2↓＋H 2↑】阴极：【6H ＋＋6e －===3H 2↑】阳极：【2Al －6e －===2Al 3＋】总反应式：【2Al ＋3H 2SO 4=====电解Al 2(SO 4)3＋3H 2↑】21．用Al 作电极电解NaOH 溶液阴极：【6H 2O ＋6e －===3H 2↑＋6OH －】阳极：【2Al －6e －＋8OH －===2AlO －2＋4H 2O 】总反应式：【2Al ＋2H 2O ＋2NaOH =====电解2NaAlO 2＋3H 2↑】22．铁—镍电池(负极—Fe ，正极—NiO 2，电解液—KOH 溶液) 已知Fe ＋NiO 2＋2H 2O充电 放电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：【 负极：【Fe －2e －＋2OH －===Fe(OH)2】正极：【NiO 2＋2H 2O ＋2e －===Ni(OH)2＋2OH －】阴极：【Fe(OH)2＋2e －===Fe ＋2OH －】阳极：【Ni(OH)2－2e －＋2OH －===NiO 2＋2H 2O 】23．LiFePO 4电池(正极—LiFePO 4，负极—Li ，含Li ＋导电固体为电解质) 已知FePO 4＋Li充电 放电LiFePO 4，则 负极：【Li －e －===Li ＋】正极：【FePO 4＋Li ＋＋e －===LiFePO 4】阴极：【Li ＋＋e －===Li 】阳极：【LiFePO 4－e －===FePO 4＋Li ＋】24．高铁电池(负极—Zn ，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知：【3Zn ＋2K 2FeO 4＋8H 2O充电 放电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ，则：【 负极：【3Zn －6e －＋6OH －===3Zn(OH)2】正极：【2FeO 2－4＋6e －＋8H 2O===2Fe(OH)3＋10OH －】阴极：【3Zn(OH)2＋6e －===3Zn ＋6OH －】阳极：【2Fe(OH)3－6e －＋10OH －===2FeO 2－4＋8H 2O 】。

电化学中电极反应式的书写书写过程归纳：列物质，标得失（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。

选离子，配电荷（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）。

巧用水，配个数（通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）一次电池1、伏打电池：（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4）负极：Zn–2e-==Zn2+(氧化反应) 正极：2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极：Fe–2e-==Fe2+(氧化反应) 正极：2H++2e-==H2↑ (还原反应)离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极：2Fe–4e-==2Fe2+(氧化反应) 正极：O2+2H2O+4e-==4-OH(还原反应) 化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池：（负极—Al、正极—Ni 电解液NaCl溶液、O2)负极：4Al–12e-==4Al3+ (氧化反应) 正极：3O2+6H2O+12e-==12-OH(还原反应)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—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)负极：Zn–2e-==Zn2+ (氧化反应) 正极：2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (还原反应)化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑6、碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物）负极：Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2(氧化反应)正极：2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH－（还原反应)化学方程式Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2+ MnOOH7、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极：Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反应)正极：Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH－(还原反应)化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag8、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－==4Al3+ (氧化反应)正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－（还原反应)总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）9、镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg 电解液KOH）负极(Al)：2Al + 8 OH–- 6e- ＝2AlO2–+4H2O (氧化反应)正极(Mg）：6H2O + 6e- ＝3H2↑+6OH–（还原反应)化学方程式：2Al + 2OH–+ 2H2O ＝2AlO2–+ 3H210、锂电池一型：（负极--金属锂、正极--石墨、电解液LiAlCl4 -SOCl2）负极：8Li －8e－＝8 Li + (氧化反应)正极：3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－（还原反应)化学方程式8Li＋3SOCl2 === Li2SO3 ＋6LiCl ＋2S，二次电池（又叫蓄电池或充电电池）1、铅蓄电池：（负极—Pb 正极—PbO2 电解液—浓硫酸）放电时负极：Pb－2e－＋SO42－=PbSO4(氧化反应)正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O (还原反应) 充电时阴极：PbSO4 + 2H+ ＋2e-== Pb+H2SO4(还原反应)阳极：PbSO4 + 2H2O －2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+(氧化反应) 总化学方程式Pb＋PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、铁--镍电池：（负极-- Fe 、正极—NiO 2、电解质溶液为KOH溶液）放电时负极：Fe－2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反应)正极：NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH–(还原反应) 充电时阴极：Fe (OH)2 + 2e—== Fe + 2 OH–(还原反应)阳极：Ni(OH)2－2e—+ 2 OH– == NiO 2 + 2H2O (氧化反应)总化学方程式Fe + NiO 2+ 2H2O 放电Fe (OH)2 + Ni(OH)23、LiFePO4电池（正极—LiFePO4，负极—石墨，含Li+导电固体为电解质）放电时负极：Li －e— ==Li +(氧化反应)正极：FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4 (还原反应)充电时：阴极：Li+ + e—== Li (还原反应)阳极：LiFePO4－e—== FePO4 + Li+(氧化反应)总化学方程式FePO4 + Li 放电LiFePO44、镍--镉电池（负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液）充电时阴极：Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH–(还原反应)阳极：2 Ni(OH)2－2e—+ 2 OH– == 2NiOOH + 2H2O (氧化反应) 总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)25、氢--镍电池：（负极-LaNi5储氢合金、正极—NiOOH、电解质KOH+LiOH）放电时负极：LaNi5H 6－6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反应)正极：6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH–(还原反应) 充电时阴极：LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH–(还原反应)阳极：6 Ni(OH)2 －6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反应)总化学方程式LaNi5H 6 + 6NiOOH 放电LaNi5 + 6Ni(OH)26、高铁电池：（负极—Zn、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）放电时负极：3Zn －6e- + 6 OH–== 3 Zn(OH)2 (氧化反应)正极：2FeO42—+6e-+ 8H2O ==2Fe (OH)3 + 10OH–(还原反应)充电时阴极：3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH–(还原反应)阳极：2Fe(OH)3－6e-+ 10OH–==2FeO42—+ 8H2O (氧化反应)总化学方程式3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH7、锂电池二型（负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中，以LiC6表示）放电时负极: LiC6 – xe- ＝Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极：Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)充电时阴极：Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- ＝LiC6(还原反应)阳极：LiCoO2 – xe-＝Li(1-x)CoO2 + x Li+(氧化反应)总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC6 放电LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方向。

原电池中电极反响式的书写一、原电池中电极反响式的书写1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反响物质，并标出一样数目电子的得失。

2、注意负极反响生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

假设不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反响式；假设正极上的反响物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反响式中，且O2生成OH-，假设电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反响式中，O2生成水。

3、正负极反响式相加得到电池反响的总反响式。

假设电池反响的总反响式，可先写出较易书写的电极反响式，然后在电子守恒的根底上，总反响式减去较易写出的电极反响式，即得到较难写出的电极反响式。

例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体作为作为*种心脏病人的心脏起搏器的能源。

它依靠跟人体体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进展工作，试写出该电池的两极反响式。

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，体液的H+得电子生成H2似乎不可能。

故发生以下电极反响：负极：2Zn－4e-= 2Zn2+，正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。

例2、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，该电池反响的离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反响式。

解析：从总反响式看，O2得电子参与正极反响，在强碱性溶液中，O2得电子生成OH-，故正极反响式为：2O2+4H2O+8e- =8OH-。

负极上的反响式则可用总反响式减去正极反响式〔电子守恒〕得CH4+10OH-－8e-= CO32-+7H2O。

二、电解池中电极反响式的书写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〕，则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。