人教高二化学选修4化学反应原理-原电池电极反应方程式的书写

高中化学之原电池电极反应式的书写一、首先判断原电池的正负极（1）负极：一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，这时负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况：①负极金属失去电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应式可表示为：M－ne－＝Mn+；②负极金属失去电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失去电子后的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为：Pb + SO42－－2e－＝PbSO4。

还有一种情况是负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应极其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如：H2－O2（KOH溶液）电池的负极反应为：H2 + 2OH－－2e－＝2H2O。

（2）正极：先判断在正极发生反应的物质，其电极反应式有两种情况：①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。

后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加后的反应式。

二、根据原电池反应书写电极反应式（1）找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正负极产物。

（2）利用电荷守恒分别写出电极反应式。

（3）验证：两个电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

三、需要注意的问题（1）在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写成离子符号；而在原电池反应式中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质才用离子符号来表示。

（2）根据金属的活泼性判断原电池的正负极不是绝对的，还要看电解质溶液，如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为：负极：2Al－6e－=== 2Al 3+正极：6H2O +6e－=== 6OH－+3H2↑或2Al3+ +2H2O +6e－+ 2OH－=== 2AlO2－+ 3H2↑再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为：负极：Cu－2e－=== Cu2+正极：2NO3－+ 4H+ +2e－=== 2NO2↑+2H2O（3）要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。

燃料电池电极反应式的书写方法一、有关燃料电池基本知识了解1、定义：燃料电池是一种不经过燃烧，将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。

它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能，且废物排放量很低。

其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，这是我们书写燃料电池总反应方程式的依据。

2、燃料电池的电极规定燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属，两电极的材料相同。

因此，燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。

通入可燃物的一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应。

3、燃料电池的电解质不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。

在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。

因此，在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。

4、燃料电池的工作原理以氢氧燃料电池为例，其工作原理是：氢气（可燃物）从负极处失去电子（燃料被氧化掉），这些电子从外电路流到正极；同时，余下的阳离子（氢离子）通过电解液被送到正极。

在正极，离子与氧气发生反应并从负极获得电子。

二、燃料电池电极反应式的书写方法在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。

所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。

书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。

下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。

1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。

原电池电极反应式的书写技巧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。

原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者，电极反应式的书写是一大难点，如何较轻松的解决这一难点，关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。

根据原电池原理可得：负极：失电子发生氧化反应（一般通式：M M n+ + ne-）正极：得电子发生还原反应（一般通式：N + me-N m-）要把电极反应式准确写出，最关键的是把握准总反应，我们可以通过总反应进一步写出电极反应式，即通总反应判断出发生氧化和还原的物质（原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应），将氧化与还原反应分开，结合反应环境，便可得到两极反应。

一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极：如：⑴Mg、Al在酸性（非氧化性酸）环境中构成原电池活泼金属做负极解析：在酸性环境中Mg 比 Al活泼，其反应实质为Mg的析氢蚀：∴负极：Mg → Mg2++2e-正极：2H++2e-→ H2↑总反应式：Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。

（2）较活泼金属不一定做负极，要看哪种金属自发发生反应：如：Mg、Al在碱性环境中构成的原电池，相对不活泼的Al做负极解析：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 + 8OH- →2[Al（OH）4]- +6e-正极：6H2O+6e-→ 3H2↑+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[Al（OH）4]-。

再如：Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。

2、燃料电池：（1）关键是负极的电极反应式书写，因为我们知道，一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池，虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应，但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。

当然由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应，再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式，从而得到总反应方程式。

高 中常见的原电池电极反应式的书写一、一次电池1、 伏打电池:（负极一Zn ,正极一Cu ,电解液一HbSQ ）负极： Zn - 2e ==Zn正极：2H +2e ==H> T + 2 +总反应离子方程式 Zn + 2H == H 2 T + Zn2、铁碳电池（析氢腐蚀）：（负极一Fe ,正极一C,电解液一一酸性） 负极：Fe - 2e _==Fe 2+正极：2H ++2e _ ==H T+ 2+ 总反应离子方程式 Fe+2H ==f T +Fe3、 铁碳电池（吸氧腐蚀）：（负极一Fe ,正极一C,电解液一一中性或碱性）负极：2Fe - 4e ==2Fe 正极：Q+2HQ+4e ==4QH - 总反应化学方程式：2Fe+Q+2H2Q==2Fe （QH 》 4Fe （QH ）2+Q+2H2O==4Fe （QH 》；2Fe （QH ）s ==Fe 2Q 3 +3 H 2Q （铁锈的生成过程）4、铝镍电池：（负极一Al ，正极一Ni ，电解液一一NaCI 溶液）负极：4Al - 12e _ ==4Al 3+正极：3O>+6H 2O+12e _==12OH - 总反应化学方程式： 4AI+3O 2+6H2O==4AI （OH ）3 （海洋灯标电池） 5、 铝-空气-海水 （负极一一铝，正极一一石墨、铂网等能导电的惰性材料，电解液一一海水）负极：4Al _ 12e _ ==4AI 3+正极：3Q 2+6H 2O+12e ==12OH 总反应式为：4AI+3O 2+6HO===4AI （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：（负极一一Zn ,正极一一碳棒，电解液一一 NHCI 糊状物）负极：Zn - 2e _==Zn 2+ 正极：2MnQ+2NH ++2e _==MnQ +2NH 3+H2O总反应化学方程式： Zn+2NHCI+2M nO=Z nCl 2+MnO+2NH+H 2O7、 碱性锌锰干电池：（负极一一Zn ,正极一一碳棒，电解液 KOH 糊状物）负极：Zn + 2OH - 2e _== Zn （OH ） 2 正极：2MnO+ 2H 2O + 2e _==2MnO （OH ） +2OH 总反应化学方程式： Zn +2MnQ +2H 2O == Zn （OH ） 2 + MnO （OH ）8、 银锌电池：（负极一一Zn ,正极一一A@Q,电解液NaOH ）负极：Zn+2OH - 2e _== ZnO +HQ 正极：AgO + H 2O + 2e _== 2Ag + 2OH _总反应化学方程式： Zn + Ag 2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池：（负极一一AI ，正极一一Mg 电解液KOH负极（AI ） : 2AI + 8OH 一 + 6e _ = 2AIO 2_ +4HLO 正极（Mg ） : 6H 2O + 6e _ = 3H 2 T +6OH 总反应化学方程式： 2AI + 2OH _ + 2H 2O = 2AIO 2_ + 3出T10、 一次性锂电池： （负极一一金属锂，正极一一石墨，电解液：LiAICI 4_ SOCI 2） 负极：8Li _ 8e _ = 8 Li + 正极：3SOC 2 + 8e _ = SO 2一+ 2S + 6CI _总反应化学方程式 8Li + 3SOCI 2 === Li 2SQ + 6LiCI + 2S 二、二次电池（又叫蓄电池或充电电池）1、 铅蓄电池：（负极一Pb 正极一PbQ 电解液一 稀硫酸）放电时：负极： Pb _ 2e + SO ==PbSO 正极：PbQ + 2e + 4H + SO ==PbSO+ 2HQ总化学方程式 Pb + PbQ + 2H 2SQ==2PbSO+2H 2O2、镍镉电池（负极一一Cd 、正极一NiOOH 电解液：KOH 溶液）Ni （OH ） 2+Cd （OH ）2 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 ） 2三、燃料电池：书写过程归纳：列物质，标得失 选离子，配电荷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。

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。

原电池电极反应式的书写规律和方法【基本原则】电极反应都是氧化还原反应，按照氧化还原方程式的配平步骤配平。

1.总反应为题目中可自发进行的氧化还原反应：①列出还原剂+氧化剂→氧化产物+还原产物②配平升降守恒③根据环境配平电荷④配原子守恒2.负极反应式：①列出还原剂→氧化产物②根据化合价升高数目配平失电子数③根据环境配平电荷④配原子守恒3.正极反应式：①列出氧化剂→还原产物②根据化合价降低数目配平得电子数③根据环境配平电荷④配原子守恒例：某兴趣小组为了提高电池的效率,设计了如图所示的原电池。

请回答下列问题:(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,请你写出电极名称及电极反应:Al片()。

Cu片()。

(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,请你写出电极名称及电极反应:Al片()。

Cu片()。

1．根据装置判断该电池所依据的化学反应——一定要有可自发进行的氧化还原反应如（1）电极材料为Al和Cu，电解质溶液为AlCl3和稀硫酸，该装置中可自发进行的氧化还原反应为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑（2）电极材料为Al和Cu，电解质溶液为NaCl和浓硝酸，由于Al遇浓硝酸发生钝化，不能溶解，该装置中可自发进行的氧化还原反应为Cu和浓HNO3的反应2. 列物质，标得失——按照负极失电子，正极得电子，判断出电极反应物和产物，找出得失电子的数量。

如（1）铝失电子变成铝离子进入到X溶液中，铝失去的电子经导线流到铜片表面，Y溶液中的氢离子在铜的表面得电子产生氢气。

注意：X溶液与铜电极并不参加反应。

负极：铝片Al-3e-=Al3+正极：铜片2H++2e-=H2↑（2）铜失电子变成铜离子进入Y溶液中，铜失去的电子经导线流到铝的表面，X溶液中的硝酸根离子在铝的表面得电子产生NO2。

注意：Y溶液和铝电极并不参加反应。

负极：铜片Cu-2e-=Cu2+正极：铝片NO3-+e-=NO2↑（未配平）3.看环境，配守恒——先配电荷守恒再配原子守恒。

原电池电极反应式书写原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－===2AlO2-＋4H2O；正极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。

3．锂电池一型(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2===SO2↑＋4LiCl＋S。

试写出正、负极反应式：负极：4Li－4e－===4Li＋；正极：2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。

4．铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液) 已知Fe＋NiO2＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；正极：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。

阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。

5．LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质)已知FePO4＋Li放电充电LiFePO4，则负极：Li－e－===Li＋；正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。

阴极：Li＋＋e－===Li；阳极：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。

6．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＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则：负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；正极：2FeO4 2-＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。