2021届高考化学微专题训练(六) 电化学中的电极反应式书写

专题讲座（六）新型电源及电极反应式的书写1．（2020·河北省迁安市一中模拟）如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。

该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。

下列说法正确的是()A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2OC．当甲电极上有1 mol N2H4消耗时，乙电极上有22.4 L O2参与反应D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲2．（2020·辽宁省丹东市二中模拟）现有一种锂离子二次电池，其工作原理如图。

放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。

下列说法错误的是()A．该电池中的有机溶剂不能含活性较大的氢B．充电时，Y为阳极，Li＋向X电极移动C．放电时，负极反应为2Li＋CO2－3－2e－===Li2CO3D．放电时，电池总反应为3CO2＋4Li===2Li2CO3＋C3．(2020·福建漳州模拟)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，剖视图如图所示，一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。

亚硫酰氯既是电解质，又是正极活性物质，其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑，该电池工作时，下列说法错误的是()A．锂电极区发生的电极反应：Li－e－===Li＋B．放电时发生的总反应：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋SC．锂电极上的电势比碳电极上的低D．若采用水溶液代替SOCl2溶液，电池总反应和效率均不变4．（2020·黑龙江省大庆市二中模拟）氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。

氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。

高中常见的原电池、电解池电极反应式的书写练习一、一次电池1、伏打电池：（负极一Zn,正极一3,电解液一H2SO4）负极：正极：总反应离子方程式Zn + 2H+== Hj+ Zn2+2、铁碳电池（析氢腐蚀）:（负极一Fe,正极一酬电解液一酸性）负极：正极：总反应离子方程式Fe+2H+==Hj+Fe2+3、铁碳电池（吸氧腐蚀）：（负极一Fe，正极一勒电解液一中性或碱性）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：（负极一Al，正极一即，电解液一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：（负极一一Zn，正极一一碳棒，电解液一一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：（负极一一Zn，正极一一碳棒，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：（负极一一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- + 6HO = 2 [Al （OH） 1 -+ 3H T 2 429、高铁电池（负极--Zn，正极--碳，电解液KOH和K2FeO4）正极：负极：放电、2 4 2,充电 23 10、镁/乩02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：（负极一Pb正极一PbO2电解液一稀硫酸）负极：正极：总化学方程式Pb＋PbO2 + 2H2sO4==2PbsO4+2H2O2、镍镉电池（负极--Cd、正极一400乩电解液: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）电解质是乩504溶液（酸性电解质）负极：正极：（3）电解质是脂。

微专题训练(六)电化学中的电极反应式书写1.[2020·浙江嘉兴一中模拟] NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图W6-1,下列判断正确的是()图W6-1A.石墨电极Ⅱ为电池负极B.电池中N O3-从石墨电极Ⅰ向石墨电极Ⅱ作定向移动C.石墨电极Ⅰ发生的电极反应为NO2+N O3--e-N2O5D.每消耗1 mol NO2转移电子2 mol2.一种新型的电池,总反应为3Zn+2Fe O42-+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-,其工作原理如图W6-2所示。

下列说法不正确的是()图W6-2A.Zn极是负极,发生氧化反应B.随着反应的进行,溶液的pH增大C.电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路D.石墨电极上发生的反应为Fe O42-+3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-3.[2020·浙江慈溪高三模拟] 锂-空气电池的装置示意图如图W6-3,以金属锂作电极,从空气中获得O2。

下列说法正确的是()图W6-3A.锂作负极,电极反应式为Li-e-+OH-LiOHB.若隔膜被腐蚀,不会影响该电池正常使用C.多孔碳电极上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.应用该电池电镀铜,若析出64 g Cu,理论上消耗11.2 L O24.2019年诺贝尔化学奖授予在锂电池发展上做出贡献的三位科学家。

某可连续工作的液流锂离子储能电池放电时工作原理如图W6-4所示,下列说法正确的是()图W6-4A.放电时,储罐中发生反应:S2O82-+2Fe2+2Fe3++2S O42-B.放电时,Li电极发生了还原反应C.放电时,Ti电极发生的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+D.Li+选择性透过膜可以通过Li+和H2O5.将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图W6-5所示(A、B为多孔性碳棒),持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积为V L。

电化学电极方程式书写方法总结近几年各地高考题中对电极方程式书写的考查，可以发现试题类型可谓多样、题目情形可谓标新立异，下面结合具体题目，分不同情形来说明书写电极方程式的一般步骤：情形一：给出总方程式，要求写电极方程式例1.银锌纽扣电池的原理为zn+ag2o=2ag+zno，电解质为koh溶液。

写出其正负极反应方程式？【解析】对于这一类题目，应该说较为简单。

由于电极反应就是氧化还原反应的半反应，可以根据总式中物质所含元素化合价变化情况，找出氧化反应过程（zn→zno），还原反应过程（ag2o →2ag）。

再由化合价变化数值写出电子得失情况，根据电荷守恒、原子守恒就不难写出电极反应方程式了，过程如下：①负极（失电子氧化反应）：zn→zno：（先写出主要反应物、生成物）②再注明失电子数：zn→zno+2e-③电荷守恒（由于介质为koh溶液故补充oh-）：zn+2oh-→zno+2e-④原子守恒得出：zn+2oh-→zno+2e-+h2o，即为负极反应。

同理也可得到正极反应方程式：ag2o+2e-+h2o→2ag+2oh-情形二：只给出反应物及介质环境，要求写电极方程式例2.燃料电池，根据总方程式易知燃料为负极反应物，o2为正极反应物，如ch4燃料电池【解析】（1）酸性介质时：负极：①写出反应实质：ch4→co2（酸性环境下即可以co2形式存在）②再注明失电子数：ch4→co2+8e-(ch4中c为-4价)③电荷守恒：（由于介质为酸性溶液故补充h+）ch4→co2+8e-+8h+④原子守恒得出：ch4+2h2o co2+8e-+8h+，即为负极反应。

正极：①写出反应实质并注明得电子数：o2+4e-→2o2-②但酸性环境下o2-会与h+结合生产h2o，即o2-+2h+→h2o（注意o2-在水溶液中不存在）③结合电荷守恒即可写出o2+4e-+4h+→2h2o④由原子守恒检验正确即为正极反应。

（2）碱性介质，如koh溶液负极：①写出反应实质ch4→co2（碱性环境下co2会与oh-反应生成co32-）故应为ch4→co32-②再注明失电子数：ch4→co32-+8e-③电荷守恒（由于介质为碱性溶液故补充oh-）：ch4+10oh-→co32-+8e-④原子守恒得出：ch4+10oh-→co32-+8e-+7h2o，即为负极反应。

技法点拨电化学中电极反应式的书写技巧■付延芳高考试题年年新，但在新情境中却会发现有些内容是惊人的相似，抓住这些核心主干知识的考查规律是高考获取高分的秘籍，但是对高考数据分析却发现，学生丢分点拉开差距的并不是那些偏难的内容，恰恰是这些中等难度高频出现的知识点，例如氧化还原反应规律的考查。

探索那些大家必须掌握的高频率高考热点，大道至简，有好的思维模式和突破思路，将大大降低这些考点的难度，提高正确率，今天我们通过氧化还原反应的电化学中电极反应式的书写规律来管中窥豹，旨在“抛砖引玉”。

还原产物CH 4两个半反应：失电子得电子CH -4-8e -+10OH -=CO 2-3+7H 2O2O 2+4H 2O+8e -=8OH --++首先，电化学中电极反应式的书写和氧化还原离子方程式的书写规律是一致的，遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒。

它是一个完整的氧化还原反应同时在两极发生完成的，可以按照上图思维框架来着笔半反应方程式的书写。

同时在书写半反应时要考虑介质环境，这是在配平半反应时所必需的。

一般而言，根据酸性或碱性环境水溶液的判断，要H 2O/OH-或者H 2O/H +来调配才能满足电子、原子和电荷三大守恒关系；根据熔融盐或熔融氧化物等电解质环境，可以用熔融盐或熔融氧化物中的离子等来配平，如Li+、CO 32-、O 2-等。

下面将在规律总结的同时加以说明。

一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质（氧化剂和还原剂），并标出相同数目电子的得失。

然后在主要参与物质氧化剂和还原剂以及得失电子的基础上，通过观察来增加其他物质或离子来配平。

分析历年高考题阅卷统计数据不难发现，细节决定成败，学生丢分点往往是在不起眼的符号“+”和“-”上，其实我认为这恰恰是老师的疏忽所在，如果让学生死记“+”和“-”，肯定要颠三倒四，但是如果讲讲中国汉字的学问，讲讲符号无非是为了理解的方便，从字面上就不难理解“-”为失，“+”为得，那么在书写时准确率就会达到100%，通过这个简单的符号“+”和“-”在高考中得分率并不高，我们就更应该通过推理而不是记忆来学好化学。

高中化学原电池电极反应式的书写电极反应式的书写电化学是高中化学的重要基础理论内容之一,是高考的重点。

对广大考生而言,电极反应式的书写是难点。

现就电极反应式的书写总结如下:一、基本准则:1、依据电化学原理,原电池负极发生氧化反应(失电子正极发生还原反应(得电子;电解池阳极发生氧化反应(失电子,阴极发生还原反应(得电子2、依据电解质的性质。

酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH —生成CO32-。

还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等。

3、得失电子,电荷的平衡。

电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡。

或得电子数目与电荷的平衡。

4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写成H+或OH-,可以不写成H2O。

5、两个半反应合并后,总反应要合理。

这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加。

合并后的总方程式是否符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H2O的电离外,不能包含其他化学反应。

二、各种典例:例1、锌锰电池,负极是锌,正极是炭棒。

电极质是拌湿的NH4CL、M n O2是去极剂,除去炭棒上的氢气膜,减小电池的内阻。

正极反应是NH4+水解而提供的H+,所以电极反应和总反应分别为:负极:Zn—2e-=Zn2+(失电子,电荷平衡正极:2 NH4++2e-+2 M n O2=2NH3+H2O+Mn2O3(得电子,电荷平衡总:Zn+2 NH4++2 M n O2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3例2、铅蓄电池(放电,负极是Pb,正极是PbO2、H2SO4是电解质。

正负极生成的Pb2+同时SO42-结合生成难溶的PbSO4负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4(失电子,电荷平衡正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2 H2O(得电子,电荷平衡总:Pb+PbO2+4H++2 SO42-放电2 PbSO4+2 H2O例3、氢氧燃料电池,分别以KOH和H2SO4作电解质的电极反应如下:碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+正极:O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是:2H2+O2=2 H2O例4、甲烷、空气、KOH燃料电池,CH4被氧气氧化,因此通CH4的一极是负极,且生成的CO2会与OH-反应。

2021届高考化学易错题练习电极反应式书写【错题纠正】例题1、(1)与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为，该电池总反应的离子方程式为______________。

(2)尿素[CO(NH2)2]在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体，该反应的化学方程式为。

可将该反应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物，该燃料电池负极的电极反应式是，正极的电极反应式是。

（1）K2FeO4-Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，Fe O42−中+6价铁元素被还原为Fe(OH)3【解析】中+3价铁元素，其电极反应式为Fe O42−+3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-。

(2)由反应物的组成元素，可判断生成的三种无毒气体是N2、CO2、H2O，化学方程式为2CO(NH2)2+6NO5N2+2CO2+4H2O。

该反应设计成碱性燃料电池时，负极CO(NH2)2失电子，负极反应为CO(NH2)2-6e-+8OH-=C O32−+N2↑+6H2O，正极NO得电子，正极反应为2NO+4e-+2H2O=N2+4OH-。

【答案】（1）Fe O42−+3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-（2）2CO(NH2)2+6NO5N2+2CO2+4H2O；CO(NH2)2-6e-+8OH-=C O32−+N2↑+6H2O，2NO+4e-+2H2O=N2+4OH-例题2、（1）氨气是合成众多含氮物质的原料，利用H2-N2-生物燃料电池，科学家以固氮酶为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂，X交换膜为隔膜，在室温条件下合成NH3的同时还获得电能。

其工作原理图如下，则X膜为交换膜，正极的电极反应式为。

（2）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。

该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式: ，电池的正极反应式: ，反应过程中O2的作用是，该电池的总反应式: 。

专题复习一 电极反应的书写（知识梳理及专题训练）知识梳理一、原电池和化学电源电极反应书写问题1.电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2.已知总方程式，书写电极反应式 (1)书写步骤①步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(n e －)。

②步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。

③步骤三：写电极反应式。

负极反应：还原剂－n e －===氧化产物 正极反应：氧化剂＋n e －===还原产物 (2)书写技巧若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。

如：CH 3OCH 3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH 3OCH 3＋3O 2===2CO 2＋3H 2O 正极：3O 2＋12H ＋＋12e －===6H 2O负极：CH 3OCH 3＋3H 2O －12e －===2CO 2＋12H ＋特别提醒 简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。

3.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极⎩⎪⎨⎪⎧H 2－2e －===2H ＋酸作介质H 2－2e －＋2OH －===2H 2O 碱作介质H 2－2e－＋O 2－===H 2O熔融金属氧化物作介质H 2－2e－＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2 熔融碳酸盐作介质正极⎩⎪⎨⎪⎧O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O酸作介质O 2＋4e －＋2H 2O===4OH － 碱作介质O 2＋4e－===2O 2－熔融金属氧化物作介质O 2＋4e－＋2CO 2===2CO 2－3熔融碳酸盐作介质二、电解池中电极反应式的书写特别提示1、阳极：首先看阳极材料是否为活性电极，若为活性电极，则阳极材料放电；若为惰性电极，则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电。

2、阴极：不论阴极材料是什么，均按照阳离子的放电顺序判断谁先放电。