有关电极反应式的书写原则

1、有关电极反应式的书写原则新昌县知新中学 312580 丁苏燕摘要：针对学生电极反应式书写的无从下手情况，提出了运用一些规律，使学生在做题时，缩小范围进行考虑，达到巩固知识的目的；同时使学生懂得任何事物都是有规律可循的，培养学生的总结能力。关键词：加和性；是否共存；加氧失氧；中性吸氧反应生碱；自发性；竞争性。电化学是高中化学的重点和难点，也是历年高考的热点，考查的内容大多与电极反应式的书写有关，如原电池、电解池、电解精炼铜、电镀池的电极名称及电极反应式；新型电池的电极反应；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；有关电解产物的判断和计算等。然而许多同学在书写电极反应式时常感到无从下手，从而在

2、高考时造成了较大的失分，究其原因主要是在平时学习中未掌握好有关电极反应式的书写原则。下面我就来谈谈有关电极反应式的书写原则，请读者多多指教。一、加和性原则根据得失电子守恒，总反应式应为两极反应式之和，若已知一个电极反应式，可用总式减去已知的电极反应式，得另一电极反应式；反之，如果已知两个电极反应式，则它们之和就是总反应式。例1 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电极反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-= 4CO2+4e-阴极反应式：_

3、，总反应式：_。解析：在解题时，习惯上总是按题号顺序从前到后依次进行解答，但此题会遇到很大的困难，这是不妨打破常规，进行逆向思维。先写出难度较小的总反应式，再写出阴极反应式。由题意可知阳极气和阴极气反应生成CO2，而CO2又不与Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物反应，所以总反应式为2CO+O2= 2CO2，同时又知阳极反应式，根据加和性原则可得阴极反应式： 2CO+O2= 2CO2(2CO+2CO32-= 4CO2+4e-)O2+4e-+2CO2=2CO32-二、是否共存原则电极反应式的书写必须考虑介质环境，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。例2 已知原电池总反应式为CH

4、4+2O2=CO2+2H2O，(1)电解质溶液为KOH时，(2)电解质溶液为H2SO4时，分别写出该原电池的电极反应式。解析：根据原电池总反应式可知，在反应中CH4被氧化，O2被还原，则CH4应在负极参加反应，O2应在正极参加反应。又根据是否共存原则，碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H+参加反应，故负极反应式：CH48e-+10OH-= CO32-+ 7H2O，正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-。若电解质溶液换成酸性溶液，根据是否共存原则，不可能有OH-参加或生成，负极反应式：CH48e-+2H2O= CO2+8H+，正极反应式：O2+4e-+ 4H+=2H2O。三、加氧失氧原

5、则1、加氧时，就在反应物中加H2O或OH-a、在中性或碱性溶液中加OH-（2OH- H2O+O2-）如钮扣电池以KOH为电解质溶液，其总反应式：Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，根据加氧原则，负极反应式：Zn2e-+2OH-= ZnO+H2Ob、在酸性溶液中加H2O（H2O 2H+ +O2-）如铅蓄电池以硫酸为电解质溶液，其充电时，总反应式为：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，其阳极反应式：PbSO4+2H2O2e-= PbO2+ SO42-+ 4H+2、失氧时应在反应物中加H2O或H+a、在中性或碱性溶液中加H2O（H2O+O2- 2OH-）如钮扣电池（碱性）正极反应式：A

6、g2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-b、在酸性溶液中加H+（2H+O2- H2O）如铅蓄电池在放电时的总电极反应式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其正极反应式：PbO2+ 2e-+SO42-+ 4H+= PbSO4+2H2O四、中性吸氧反应生碱原则在中性电解质溶液环境中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。例3 1991年，我国首创以铝、空气、海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯，这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍，试写出该电池正负极的电极反应式。解析：此原电池在海水这个中性环境中通过铝吸氧而建立起来的，其负极反应式：Al3e-=A

7、l3+，正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-，除此之外，如锌电池，铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则。五、自发性原则如果以较活泼金属（金属活动性顺序表Pt 以前）作原电池的电极材料，一般以能自发的与电解质溶液起反应的电极材料作负极，如果正负极都能与电解质溶液起反应，则较活泼的电极材料作负极。例4 如图所示，Mg、Al用导线连接后分别浸入不同的电解质溶液中，均可形成原电池，请分别写出电解质溶液为(1)稀硫酸，(2)浓氢氧化钠溶液时的电极反应式。解析：(1)电解质溶液为稀硫酸时，Mg、Al都能与稀硫酸反应，但Mg比Al活泼，所以Mg作负极，Al作正极，故电极反应式为：负极：Mg2e-= Mg2+

8、，正极：2H+2e-=H2。(2)电解质溶液换为NaOH溶液时，Mg不能与NaOH溶液自发的进行反应，而Al是两性金属，能与NaOH溶液起反应，所以该原电池装置中Al作负极，Mg作正极，再结合是否共存原则，相应的电极反应式：负极：Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O，正极：2H2O+2e-=H2+2OH-。六、竞争性原则1、阳极产物判断首先看电极，当以较活泼金属（除Pt、Au）作电解池的阳极材料时，则电极材料失电子，电极被溶解；如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要看溶液中的阴离子的失电子能力。阴离子的放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH- 含氧酸根离子F-2、阴极产物的判断直接根据阳

9、离子的放电顺序进行判断，阳离子的放电顺序：Ag+Hg+Fe3+Cu2+Pb2+ H+ Sn2+Fe2+Zn2+ H+ Mg2+Na+Ca2+K+能性 例5 电解原理在化学工业中有广泛应用，右图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_，电极反应式_。Y电极的材料是_，电极反应式_。（说明：杂质发生的电极反应式不必写出）解析：(1) X电极与电源的负极相连为阴极，则Y为阳极，电极材料又为惰性电极。根据竞争性原则，阳离子放电顺序：H+Na+，故X极反应式：2H+2e-=H2，阴离子放电顺序：Cl-OH-，故Y极反应式：2Cl-2e-= Cl2。(2) 电解精炼粗铜，以粗铜为阳极，精铜为阴极，所以X电极的材料为精铜，Y电极的材料为粗铜。根据竞争性原则，Y电极的反应式：Cu2e-= Cu2+，阳离子的放电顺序：Cu2+H+，X电极的反应式：Cu2+2e-= Cu上述的