判断原电池的正负极及电极反应式的书写-鲁科版高中化学选修4训练

高中化学 1.2 电能转化为化学能 电解习题 鲁科版选修41．(2013·北京卷) 用石墨电极电解CuCl 2溶液(如右图)。

下列分析正确的是( )A ．a 端是直流电源的负极B ．通电使CuCl 2发生电离C ．阳极上发生的反应：Cu 2＋＋2e －===CuD ．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：通电时，阳离子Cu 2＋向阴极移动，并在阴极放电生成Cu ，阴离子Cl －向阳极移动并在阳极放电生成Cl 2，从而可以确定a 、b 分别为电源的负极和正极，故A 项正确，C 、D 两项错误；CuCl 2溶液发生电解而不是电离，故B 项错误。

答案：A2.右图为电解饱和食盐水示意图，下列说法正确的是( )A ．阳极上析出氢气B ．阴极上发生氧化反应C ．电解时，溶液的pH 增大D ．与电源正极相连的是电解池的阴极解析：A 项中，阳极发生氧化反应生成氯气，故A 错误；B 项中，阴极发生还原反应生成氢气，故B 错误；C 项中，电解方程式2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑，可知生成氢氧化钠，则电解时，溶液的pH 增大，故C 正确；D 项中，与电源正极相连的是电解池的阳极，故D 错误。

答案：C3．下列有关电解原理的应用的说法正确的是( ) A ．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝B ．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极C ．电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑ D ．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连解析：电解法制铝是采用氧化铝作原料，而不是氯化铝，故A 项错误；电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，故B 项错误；电解食盐水，阴极是氢离子得电子析出氢气，电极反应式书写正确；电镀时，被镀制品作阴极，与电源负极相连，故D 项错误。

答案：C4．如图是某同学用Cu 在Fe 片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是( )A ．Cu 2＋在A 极被还原 B ．溶液蓝色逐渐变浅C ．铜片连接A 极，铁制品连接B 极D ．A 极和B 极直接相连，铜片被氧化解析：用Cu 在Fe 片上镀铜时，镀件铁为阴极，连接B 极，该极上是铜离子发生得电子的还原反应；镀层金属铜为阳极，连接A 极，该极上是金属铜发生失电子的氧化反应，Cu－2e －===Cu 2＋；电镀液是含有的镀层金属铜离子的盐，电镀液中铜离子浓度不变，所以溶液蓝色不变。

原电池正负极判断和电极反应式的书写一、原电池正负极的判断1、发生失电子氧化反应的电极为负极，发生得电子还原反应的电极为正极。

2、依据外电路中电子的流向：电子流出的电极为负极，电子流入的电极为正极。

3、依据内电路电解质溶液中离子的移向：阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。

4、依据反应现象判断：通常负极会逐渐溶解，正极有气体产生或固体析出。

5、原电池的正负极判断不仅要看两极活性的相对强弱，还要看电解质的种类。

一、原电池电极反应式的书写方法：第一步准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。

第二步根据溶液中离子参加反应情况确定电极反应；第三步将电极反应相加得总反应式。

⑴负极①若负极材料本身被氧化，电极反应式有两种情况：一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液反应，此时的电极反应式可表示为M-ne-=M n+;另一种情况是生成的阳离子与电解质溶液反应，此时的电极反应要将两个反应叠加在一起。

例题1、写出镁铝为电极，稀硫酸为电解质溶液构成的原电池的电极反应和总反应正极：负极：总反应：2、镁铝为电极，氢氧化钠溶液为电解质溶液构成的原电池正极：负极：总反应：3、铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中正极：负极：总反应：4、铁片和铜片同时插入硫酸铜溶液中正极：负极：总反应：②若负极材料本身不参加反应，如燃料电池，在书负极反应时要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液的反应叠加在一起书写。

例5、飞船上使用的电池是氢氧燃料电池。

如图，两电极均由多孔性碳（或铂）组成。

通入气体在电极表面放电，总反应式为2H2+O2=2H2O。

按要求写出电极方程式酸性介质中：正极：负极：碱性介质中：正极：负极：中性介质中：正极：负极：⑵正极：首先判断在正极发生反应的物质①当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某些微粒。

②当负极材料与电解质溶液不能自发地发生反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的氧气。

高中常见的原电池（化学电源）电极反应式的书写训练一次电池1、伏打电池：（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4）负极：正极：总反应方程式（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：正极：总反应方程式（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：正极：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)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：正极：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：正极：化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)27、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极：正极：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：正极：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)：正极(Mg）：化学方程式：2Al + 2OH–+ 6H2O ＝2〔Al（OH）4〕—+ 3H2二次电池（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：正极：充电时 阴极：阳极：总化学方程式 Pb ＋PbO 2 + 2H 2SO 4充电放电2PbSO 4+2H 2O4、镍--镉电池（负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解质溶液为KOH 溶液）放电时 负极：正极：充电时 阴极：阳极：总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O 放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)27、锂电池二型（负极LiC 6、正极含锂的二氧化钴LiCoO 2、充电时LiCoO 2中Li 被氧化，Li +还原以Li 原子形式嵌入电池负极材料碳C 6中，以LiC 6表示）放电时 负极: LiC 6 – xe - ＝ Li (1-x)C 6 + x Li + (氧化反应)正极： Li （1-x)CoO 2 + xe - + x Li + == LiCoO 2 (还原反应)充电时 阴极： Li (1-x)C 6 + x Li + + xe - ＝LiC 6 (还原反应)阳极： LiCoO 2 – xe - ＝ Li (1-x)CoO 2 + x Li + (氧化反应)总反应方程式 Li (1-x)CoO 2 + LiC 6 充电放电 LiCoO 2 + Li (1-x)C 6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。

原电池电极反应式的书写方法一、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－＝M n+；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－=== 2Al3+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。

原电池一、基本原电池1、Fe / FeCl3溶液/ Pt2、Cu / FeCl3溶液/石墨负：负：正：正：总：总：3、 Fe /海水/石墨4、Al /海水/石墨负：负：正：正：总：总：5、Al /浓HNO3溶液/ Cu6、Mg / NaOH溶液/ Al负：负：正：正：总：总：二、重要一次性电池1.干电池 Zn /ZnCl2 NH4Cl/ MnO2总:Zn + 2MnO2+ 2NH4Cl = ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3+ H2O 负：。

正：。

2.锌锰碱性电池Zn / KOH溶液/ MnO2总:Zn + 2MnO2+ 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH负：。

正：。

3.纽扣电池 Zn / KOH溶液/ Ag2O 总:Zn + Ag2O = ZnO+ Ag负：。

正：。

4. Li /LiAlCl4 SOCl2/石墨总：4Li + 2SOCl2= 4LiCl+ S + SO2负：。

正：。

三、重要充电电池1.铅蓄电池 Pb / H2SO4溶液/ PbO2放电时的电池反应为：。

放电时：负极正极。

充电时：阴极阳极。

2.爱迪生电池 Fe/ KOH溶液/ Ni2O3放电时的电池反应为：Fe + Ni2O3 + 3H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2放电时：负极正极。

充电时：阴极阳极。

3.镍氢电池 H2/ KOH溶液/ NiOOH放电时的电池反应为：2NiOOH + H2 = 2Ni(OH)2放电时：负极正极。

充电时：阴极阳极。

4.嵌入锂的碳材料 /固体电解质(主要传导Li+) / LiMn2O4放电时的电池反应为：Li + LiMn2O4= Li 2Mn 2O 4放电时：负极正极。

充电时：阴极阳极。

四、重要燃料电池1.氢氧燃料电池⑴. H2 / KOH溶液/ O2⑵、H2 / NaCl溶液/ O2负：负：正：正：⑶、H2 /固体电解质(主要传导O 2-) / O2⑷、H2 /固体电解质(主要传导H+) / O2负：负：正：正：2.甲烷燃料电池⑴.CH4 / H2SO4溶液/ O2总：。

电极反应总结一次电池1.碱性锌锰电池（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物）负极：Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH－2、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极：Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2正极：Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH－二次电池3、铅蓄电池放电时：负极：Pb-2e－+SO42－= PbSO4充电时：阳极：PbSO4-2e－+2H2O = PbO2+4H+ +SO42－增重19.2g 增重12.8 g4、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 减小充电时阴极：3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH–增大燃料电池5、氢氧燃料电池总反应都是：2H2+ O2=2H2O酸性电解质：负极：H2—2e-=2H+正极：O2+4e-+4H+=2 H2O碱性电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-熔融氧化物电解质负极：H2—2e-+ O2- = H2O 正极：O2+4e-= 2O2-6、甲烷燃料电池酸性电解质总：CH4+2 O2+= CO2+2H2O负极：CH4 -8e-+ 2H2O =CO2+8H+正极：2O2+8e-+8H+= 4H2O碱性电解质总：CH4+2 O2+2OH-= CO32-+3H2O负极：CH4 -8e-+ 10OH-=CO32-+7H2O 正极：2O2+8e-+4H2O= 8OH-7、甲醇燃料电池①酸性电解质电池总反应：2CH3OH + 3O2 == 2CO2 + 4H2O负极：2CH3OH + 2H2O ==2CO2 + 12H＋+ 12e－正极：3O2 + 12H＋+ 12e－==6H2O②碱性电解质电池总反应：2CH3 OH +3O2+4OH-= 2CO32-+6H2O负极：2CH3OH -12e-+ 16OH-=2CO32-+12H2O 正极：3O2 + 12e－+ 6H2O ===12OH－8、析氢腐蚀——水膜酸性较强：负极：Fe- 2e－==Fe2+ 正极：2H+ + 2e－== H2↑9、吸氧腐蚀——水膜酸性不强．．负极：2Fe- 4e－==2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e－== 4OH－电池总反应：2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3。

原电池正负极的判断与电极反应式的书写1．原电池正负极的判断方法(1)根据氧化还原反应的原理来判断正极：接收电子发生还原反应的电极，负极：提供电子发生氧化反应的电极。

如铜锌原电池中，锌失去电子，所以锌是负极。

(2)由两极的相对活泼性判断正极：一般为相对活泼性较差的金属或导电的非金属；负极：一般为相对活泼性较强的金属。

能够用这种方法判断正负极的原电池，其负极材料要和电解质溶液发生反应，如MgAl-HCl构成的原电池中，负极为Mg，但MgAl-NaOH构成的原电池中，负极为Al。

(3)根据电子或离子的移动方向判断根据外电路中自由电子的运动方向判定：电子流出的为负极，流入的为正极；根据内电路中自由离子的运动方向判定：阳离子移向的为正极，阴离子移向的为负极2．电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写(2)复杂电极反应式的书写正负极反应式相加得到电池反应的总方程式，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。

如CH4酸性燃料电池中，负极反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O总反应式2O2＋8H＋＋8e－===4H2O正极反应式CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋负极反应式(2009年海南单科)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。

电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2请回答下列问题：(1)电池的负极材料为____________，发生的电极反应为___________________________________________________ _____________________；(2)电池正极发生的电极反应为_________________________ ______________________________________________ _；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

《原电池》电极反应式书写指导白沙中学廖秋英高二化学选修4《化学反应原理》中关于燃料电池电极反应式的书写只介绍氢氧燃料电池，而在高三复习中涉及到的燃料电池却较多，其中还包括在酸性、碱性条件下的燃料电池，对这些电池电极反应式的正误判断及书写是学生普遍感到困难的，在教学中，本人经过不断实践积累，归纳出指导学生书写这类电极反应式的一些方法，这一方法可以有效地指导学生书写此类电池的电极反应工，现叙述如下。

一、判断电池的正负极反应物。

原电池的负极发生氧化反应，燃料是被氧化的物质，所以一般情况下燃料通常作为负极的反应物，例如：氢气、甲烷、甲醇、乙醇等。

而氧气通常在反应过程中被还原，作为正极反应物。

二、判断正极反应式的产物。

正极反应物为的氧气被确定后，此反应紧抓被还原，氧元素从0价会降低为－2价，则还原产物必为－2价的氧，而－2价氧元素在溶液中通常以OH—或H2O的形式存在，若是非溶液则直接以O2－形式存在，所以此时就要分析介质环境，若在酸性介质中，则与介质中的H+结合形成H2O，若是碱性介质，则与H2O反应生成OH－。

三、判断负极反应式的产物。

负极反应物为燃料，依据燃烧反应判断其产物，例如：C对应产物为CO2，H对应产物为H2O，此时同样要考虑介质是否参与了反应，例如：若为酸性介质，依据共存情况CO2则不与介质反应，若为碱性介质，CO2则与OH－反应最终生成CO32－。

四、配平电极反应式。

以上电极反应物与产物均判断正确后，先标出发生变化的元素化合价，依据化合价的升降写出得失电子的数目，配平时先依据电荷守恒配平带电粒子与电子的数目，再依据质量守恒配平各元素的原子。

在这一个过程中，常常会出现电荷不能配平的情况，这时，若为有水参与的电极反应，则选择H+、OH－或H2O三种粒子按照共存情况添加到电极反应式中作为反应物或产物，再进行配平。