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电化学中电极反应式的书写技巧电化学中电极反应式的书写技巧电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点，更是高考的热点题型之一，其中，燃料电池电极反应式以及可充电电池电极反应式的书写又是电极反应式书写中的难点。
下面笔者就如何正确书写电极反应式进行了较为详尽的归纳，旨在“抛砖引玉”。
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、正负极反应式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。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，试写出该电池的两极反应式。
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，体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应：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-。
常见化学电源及电极反应式的书写一、常见化学电源：（大体可分为三类）1、燃料电池：（1）氢氧燃料电池：2H2+O2=2H2O当电解质溶液呈酸性时；负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时；电解质溶液为KOH溶液，负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极：O2+4e-+2H2O=4OH-（2）甲烷燃料电池：用金属铂作电极，用KOH溶液作电解质溶液。
负极：CH4+ 10 OH--8e-==CO3 2- +7H2O 正极：2O2+ 4H2O +8e- == 8OH-总反应式为：CH4+ 2O2+2KOH==K2CO3+ 3H2O用酸液作电解质溶液负极：CH4 + 2H2O - 8e- = CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O总反应:CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O（3）甲醇燃料电池：强碱作为电解质溶液负极：2CH4O + 16OH--12e-==2CO3 2- +12H2O 正极：3O2+ 6H2O +12e- == 12OH-总反应式为：2CH4O + 3O2+4OH-==2CO3 2- + 6H2O（4）熔融盐燃料电池：该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，负极：2CO+2CO3 2- -4e-==4CO2正极：O2 + 2CO2+4e- ==2CO3 2-总反应式为：2CO +O2==2CO2（5）固体氧化物燃料电池：固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
负极：2H2+ 2O2--4e- = 2H2O 正极：O2+4e- = 2O 2-总反应式为：2H2 + O2= 2H2O2、蓄电池：（1）铅蓄电池： Pb和PbO2作电极材料，H2SO4作电解质溶液。
负极：Pb+SO4 2- -2e- = PbSO4正极：PbO2+4H++ SO4 2- +2e- = PbSO4+2H2O 总反应式为：Pb+ PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O（2）碱性镍—镉电池该电池以Cd和NiO(OH) 作电极材料，NaOH作电解质溶液。
常见化学电源1、银—锌电池：（电解质溶液：KOH溶液）总反应：Zn + Ag2O=2Ag + ZnO正极:负极:2、Ni—Cd电池：(电解质溶液：KOH溶液)总反应：Cd +2 NiO（OH） + 2H2O=Cd（OH)2 + 2Ni（OH)2正极：负极3、铅蓄电池:（电解质溶液：硫酸）总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O正极：负极4、锌锰干电池(1）酸性(电解质：NH4Cl等）总反应：Zn + 2NH4Cl=ZnCl2 + 2 NH3 + H2正极:负极(2碱性(电解质KOH)总反应式：负极:正极：5、锂电池：（正极材料为LiMnO2）总反应：Li + MnO2=LiMnO2正极：负极6、氢-氧电池：总反应：2H2 + O2=2H2O(1）电解质溶液若为硫酸:正极:________________________________，负极：________________________________（2)电解质溶液若为KOH溶液：正极:________________________________，负极：________________________________7、甲烷电池：(电解质溶液:KOH溶液)总反应：CH4 +2 KOH + 2O2=K2CO3 + 3H2O正极：负极8、乙烷电池: （电解质溶液:KOH溶液）总反应：2C2H6 + 8KOH +7O2=4K2CO3 + 10H2O正极：负极9、甲醇燃料电池（40%KOH溶液）负极：正极：总反应式：10、Fe—Ni电池(爱迪生电池）：(电解质溶液：KOH溶液)总反应：Fe + NiO2 + 2H2O=Fe(OH）2 + Ni(OH）2正极：负极11、铝—空气海水电池:(电解质溶液：海水）总反应：4Al + 6H2O + 3O2=4A l(O H）3正极：负极12、熔融盐电池:（电解质：熔融Li2CO3、Na2CO3）总反应：2CO + O2=2CO2正极：负极13、反应式为：的原电池。
2020届高三化学二轮备考（选择题突破）：——原电池原理及应用化学电源【考点透析】1．牢记原电池的工作原理原电池2.抓牢正、负极的判断方法原电池3.掌握新型化学电源中电极反应式的书写(1)理清书写步骤(2)燃料电池中不同环境下的电极反应式以甲醇、O2燃料电池为例：酸性介质，如稀H2SO4负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋正极32O2＋6e－＋6H＋===3H2O碱性介质，如KOH溶液负极CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O正极32O2＋6e－＋3H2O===6OH－熔融盐介质，如K2CO3负极CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O正极32O2＋6e－＋3CO2===3CO2－3高温下能传导O2－的固体作电解质负极CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O正极32O2＋6e－===3O2－5．把握可充电电池题目的解答思路【提升训练】1．(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
下列说法错误的是( )A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动解析：选B A正确，该方法可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件；B错误，该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV ＋；C正确，右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，右端电极是正极，在正极区，N2得到电子生成NH3，发生还原反应；D正确，原电池内电路中，H＋通过交换膜由负极区向正极区移动。
2．(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。
小专题突破6新型化学电源及电极反应式的书写——证据推理与模型认知[专题精讲]近几年高考中的新型化学电源种类繁多，如“生物燃料电池”“新型二次电池”“空气电池”“锂硫电池”等，这些新型化学电源常以选择题的形式呈现。
解答这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正、负极或阴、阳极，以及会书写电极反应式等。
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)列物质标得失—⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫负极发生氧化反应正极发生还原反应—参加反应的微粒和得失电子数↓看环境配守恒—⎩⎪⎨⎪⎧在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即看H＋、OH－、H2O等是否参加反应遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒↓两式加验总式—两电极反应式相加，与总反应式对照验证2．已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(n e－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。
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，可先写出较易写的电极反应式，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CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中，总反应式为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，正极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，则负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。
简单电极反应中转移的电子数必须与总反应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式总结负极⎩⎪⎨⎪⎧酸做介质：H 2－2e －===2H ＋碱做介质：H 2－2e －＋2OH －===2H 2O 熔融金属氧化物做介质：H 2－2e －＋O 2－===H 2O 熔融碳酸盐做介质：H 2－2e －＋CO 2－3===H 2O ＋CO 2正极⎩⎪⎨⎪⎧酸做介质：O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 碱做介质：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －熔融金属氧化物做介质：O 2＋4e －===2O 2－熔融碳酸盐做介质：O 2＋4e －＋2CO 2===2CO 2－3[专题精练]1．(新型化学电源在生产、生活中的最新应用)我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车的发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其中固体薄膜只允许Li ＋通过。
电极反应式书写大全1、原电池的电极和电极反应：正极：符号“+”，到电子，发生;是剂负极：符号“－”，去电子，发生；是剂2、电解池的电极和电极反应：(1)阴极：连接电源的极，发生反应的电极。
溶液中的阳离子移向阴极，性强的离子优先发生还原反应。
(2)阳极：连接电源的极，发生反应的电极。
①用惰性电极(石墨、Pt等)作阳极，溶液中的离子移向阳极，性强的离子优先发生氧化反应。
②用活泼金属(如Fe、Cu等)作阳极，电极本身发生反应变成离子进入溶液：M一ne—=Mn+阴极：发生反应氧化性强的先反应Au3+＞Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极：发生反应还原性强的先反应活性金属>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>高价含氧酸根离子>O2-> F—特别提醒：要注意在水溶液中有些离子不发生放电注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电（2）阴极任何时候都是阳离子放电方法一：①两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。
由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。
解析：CH3OH+O2→CO2+H2O 但：CO2在碱性环境中不存在，会与OH-反应生成CO32-总反应：正极反应式为：由于电解质溶液为碱性，所以正极的产物不再进一步反应，则负极的反应式为总反应方程式减去正极的反应式得到负极反应式为：16、a、b、c、d都为惰性电极，填空：M为极，N为极，a极上的电极反应为：b 极上的电极反应为：总方程式为：c极上的电极反应为: d极上的电极反应为：总方程式为：17、右图为以惰性电极进行电解：（1）写出A 、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式：A：____ _，B：_______________，总反应方程式：__________ _；C：__________ _，D：______________，总反应方程式：___________________________；18、甲烷－氧气燃料电池，该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。
原电池电极反应式书写一、总模式：负极：还原剂，失电子→发生氧化反应（一般通式：M→M n+ + ne-）正极：氧化剂，得电子→发生还原反应（一般通式：N + me-→N m-）二、规则：①三大守恒规律：电荷守恒电子守恒质量守恒②正负极得失电子相等（负失正得）③用―＝‖不用―→‖,气体用―↑‖，沉淀不用―↓‖④两式相加后电子必须抵消三、书写步骤：1、判断电池的正负极方法：利用电极材料电极现象电子流向电流流向放电物质离子流向等判断正负极2、列物质标得失找出氧化剂还原剂并标出化合价变化确定得失电子的物质3、选离子配电荷根据电解质溶液环境确定生成的离子和参与反应的离子并配电荷4、巧用水，配平式若需要水，则在两式的左边或右边加上H2O以获得H+ 或OH-5、两式加，验总式四、注意点：（1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应式的一切规则（如―拆‖、―平‖）（2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在碱性溶液中以CO32-形式存在）；（3）氧气（氧原子得电子生成O2-）溶液中不存在O2-，在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与H2O结合成OH-。
（4）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。
（5）若正负极的产物会同所处的电解质溶液反应的话，则必须考虑产物同电解质溶液的反应。
即电极反应的产物必须能稳定地存在与电解质溶液中。
比如：银做负极失去电子Ag-e-＝Ag+ ,如果溶液中含有Cl-，Cl-与生成的Ag+反应，则电极反应变为Ag-e-+Cl-＝AgCl，再如：铅蓄电池中，铅做负极失去电子变成Pb2+，溶液中有SO42-，与子反应生成硫酸铅：Pb2+-2e-+SO42-＝Pb SO4。
五、书写技巧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。
突破全国卷小专题8新型化学电源及电极反应式的书写[专题精讲]近几年高考中的新型化学电源种类繁多，如“生物燃料电池”“新型二次电池”“空气电池”“锂硫电池”等，这些新型化学电源常以选择题的形式呈现。
解答这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正、负极或阴、阳极，以及会书写电极反应式等。
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)列物质标得失—⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫负极发生氧化反应正极发生还原反应—参加反应的微粒和得失电子数看环境配守恒—⎩⎪⎨⎪⎧在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即看H＋、OH－、H2O等是否参加反应遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒两式加验总式—两电极反应式相加，与总反应式对照验证2．已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(n e－)。
步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极，得电子的电极为正极；确定溶液的酸碱性。
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，可先写出较易写的电极反应式，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CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中，总反应式为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，正极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，则负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。
简单电极反应中转移的电子数必须与总反应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式总结负极⎩⎪⎨⎪⎧酸做介质：H 2－2e －===2H ＋碱做介质：H 2－2e －＋2OH －===2H 2O熔融金属氧化物做介质：H 2－2e －＋O 2－===H 2O 熔融碳酸盐做介质：H 2－2e －＋CO 2－3===H 2O ＋ CO 2正极⎩⎪⎨⎪⎧酸做介质：O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 碱做介质：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －熔融金属氧化物做介质：O 2＋4e －===2O 2－熔融碳酸盐做介质：O 2＋4e －＋2CO 2===2CO 2－3[专题精练]1．(新型化学电源在生产、生活中的最新应用)我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车的发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其中固体薄膜只允许Li ＋通过。
锂离子电池的总反应为x Li ＋Li 1－x Mn 2O 4放电充电LiMn 2O 4。
下列有关说法错误的是( ) A ．放电时，Li ＋穿过固体薄膜进入电解质水溶液中B ．放电时，正极反应为Li 1－x Mn 2O 4＋x Li ＋＋x e －===LiMn 2O 4C ．充电时，电极b 为阳极，发生氧化反应D ．该电池的缺点是存在副反应2Li ＋2H 2O===2LiOH ＋H 2↑解析：选D 。
Li 为活泼金属，放电时，发生氧化反应，故电极a 为负极，阳离子从负极移向正极，即Li ＋穿过固体薄膜进入电解质水溶液中，然后移向电极b ，A 、B 项正确；充电时，电池正极接外电源正极，发生氧化反应，电极b 是阳极，C 项正确；由于固体薄膜只允许Li ＋通过，水不能与Li 接触，故不存在Li 与水的反应，D 项错误。
2．(新题预测)中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂-空气电池(图甲)，电池的工作原理如图乙。
下列有关说法正确的是( )A．放电时，纸张中的纤维素做锂电池的正极B．放电时，Li＋由正极经过有机电解质溶液移向负极C．开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极D．充电时，阳极的电极反应式为Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋解析：选D。
纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨做电池正极，A项错误；电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，故锂电池放电时，带正电荷的Li＋由负极经过有机电解质溶液移向正极，B项错误；充电时，直流电源负极与电池负极(金属锂)相连，故X为直流电源负极，C项错误；充电时，空气电极做阳极，此时Li2O2失去电子生成O2：Li2O2－2e－===O2↑＋2Li＋，D项正确。
3．以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。
(1)酸性条件总反应式：_______________________________________________________________；正极反应式：____________________________________________________________；负极反应式：______________________________________________________________。
(2)碱性条件总反应式：________________________________________________________________；正极反应式：_______________________________________________________________；负极反应式：______________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)总反应式：_____________________________________________________________；正极反应式：_______________________________________________________________；负极反应式：_______________________________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)总反应式：_____________________________________________________________；正极反应式：_______________________________________________________________；负极反应式：______________________________________________________________。
答案：(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8H＋＋8e－===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O2O2＋4H2O＋8e－===8OH－CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O(3)CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8e－===4O2－CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O(4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋4CO2＋8e－===4CO2－3CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2O4．(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。
下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。
电极b做________极，表面发生的电极反应为___________________________________________________________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。
某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为________极，Y极反应式为_______________________________________。
②Y极生成1 mol Cl2时，________mol Li＋移向________(填“X”或“Y”)极。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。
该电池用空气中的氧气做氧化剂，KOH做电解质。
负极反应式为__________________________________________________________；正极反应式为___________________________________________________________。
(4)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。
负极反应式为______________________________________________________________；正极反应式为__________________________________________________________。
解析：(1)从图示可以看出，左侧H2O转变成O2，O元素化合价升高，电极a为负极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，H＋通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的CO2转变成HCOOH，C元素化合价降低，电极b为正极，电极反应式为CO2＋2e－＋2H ＋===HCOOH。
(2)根据装置可知，生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。
(3)根据装置可知，N2H4→N2为氧化反应，在负极上发生。
答案：(1)正CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH(2)①正2Cl－－2e－===Cl2↑②2X(3)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－(4)Mg－2e－===Mg2＋2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－可充电电池电极反应式书写技巧书写可充电电池电极反应式时，一般都是先书写放电的电极反应式。
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。
根据正确书写的电极反应式，可顺利判断各电极周围溶液pH的变化。
