電極方程式的書寫

關(guān)于電極方程式的書寫第1頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五★考綱要求1、了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。第2頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五★近三年高考電化學(xué)的主要特點(diǎn)

（1）注重基礎(chǔ)：判斷電極、電極反應(yīng)、電解產(chǎn)物以及電極反應(yīng)的書寫。（2）起點(diǎn)高：電化學(xué)、氧化還原反應(yīng)、特別是新型電池等聯(lián)系，考查的知識有一定的綜合度。（3）注重實(shí)際：電化學(xué)知識與生產(chǎn)、生活知識(如金屬的腐蝕與防護(hù)、銅的電解精煉、氯堿工業(yè))以及新科技知識相結(jié)合。第3頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五⑴原電池正、負(fù)極的確定①由兩極的相對活潑性確定：相對活潑性較強(qiáng)（針對電解質(zhì)溶液而言）的金屬為負(fù)極（一般地，負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液要發(fā)生反應(yīng)），相對活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俚葹檎龢O。②由電極變化情況確定：某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，則此電極為負(fù)極；若某一電極上有氣體產(chǎn)生、電極的質(zhì)量不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，則此電極為正極。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定：一般可以根據(jù)電極附近指示劑（石蕊、酚酞、濕潤的KI–淀粉等）的顯色情況來分析推斷該電極發(fā)生的反應(yīng)情況，是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)，是H+還是OH－或I－等放電，從而確定正、負(fù)極。④如兩極都是惰性電極（一般用于燃料電池），則可根據(jù)原電池原理分析，發(fā)生氧化反應(yīng)的氣體（或?qū)?yīng)物質(zhì)）所對應(yīng)的一極為負(fù)極，燃料電池中則通入燃料的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極。⑤如果題目給定的是圖示裝置，可根據(jù)電子流動(dòng)方向或其它提示來分析正、負(fù)極。1、原電池電極反應(yīng)式書寫的一般步驟第4頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五⑵書寫電極反應(yīng)式原電池的電極名稱一旦確定，則相應(yīng)電極的電極反應(yīng)式也隨之確定。但書寫電極反應(yīng)式時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：①兩極電極反應(yīng)式若要相加時(shí)則電子得失數(shù)目必須相等。②注意溶液的性質(zhì)(溶液的酸堿性)。看負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子或產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否能反應(yīng)，若能反應(yīng)，則繼續(xù)反應(yīng)并將兩步反應(yīng)方程式相加得到該電極反應(yīng)式中。第5頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例1、以Al、空氣，海水為能源的海水電池。

負(fù)極：

正極：總：第6頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例2、甲醇、空氣（含CO2），與碳酸鋰熔融鹽燃料電池。負(fù)極：正極：總：第7頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例3、有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內(nèi)體液中含有一定濃度的溶解氧、H+

和Zn2+

進(jìn)行工作，試寫出該電池的兩極反應(yīng)式。負(fù)極：正極：注重實(shí)際第8頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例4、用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入甲烷和氧氣，形成甲烷—氧氣燃料電池，試寫出該電池的兩極反應(yīng)式。負(fù)極：正極：總反應(yīng)：第9頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五燃料電池中正極反應(yīng)式的書寫：1、電解質(zhì)溶液為中性、堿性或弱酸性

O2+2H2O+4e-=4OH-O2+4H++4e-=2H2O（熟記）若正極上的反應(yīng)物質(zhì)一般都是O2

3、電解質(zhì)溶液為熔融氧化物，能傳導(dǎo)O2-O2+4e-=O2-4、電解質(zhì)溶液為質(zhì)子交換膜，能傳導(dǎo)H+O2+4H++4e-=2H2O2、電解質(zhì)溶液為酸性

5、電解質(zhì)溶液為熔融碳酸鹽，能傳導(dǎo)CO32-O2+4e-+2CO2=2CO32-第10頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五1、Al－Cu－NaHCO3溶液構(gòu)成的原電池中，鋁電極為

極，電極反應(yīng)為：練習(xí)1負(fù)負(fù)極正極總反應(yīng)第11頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

帶鹽橋的原電池:第12頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五2、［2012·四川11］一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有關(guān)說法正確的是A.檢測時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng)B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)是：O2+4e－+2H2O=4OH－c高考題型第13頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五已知反應(yīng)AsO43-

+2I-

+2H+AsO33-+I2+H2O是可逆反應(yīng)。設(shè)計(jì)如圖裝置(C1、C2均為石墨電極），分別進(jìn)行下述操作：

Ⅰ．向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸

Ⅱ．向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

據(jù)此，下列判斷正確的是A．操作I過程中，C1為正極

B．操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K+移向B燒杯溶液

C．操作I過程中，C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為：

AsO43-+2H+

+2e-=AsO33-+H2O

D．操作Ⅱ過程中，C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為：2I-

=I2

+2e-第14頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五電解池中電極反應(yīng)式的書寫小結(jié)1、看陽極材料，如果陽極是活潑電極（金屬活動(dòng)順序表Ag以前），是陽極自身失電子。注意陽離子與電解質(zhì)溶液能否反應(yīng)。若能反應(yīng)，則應(yīng)把兩步反應(yīng)相加寫入陽極反應(yīng)式。2、如果陽極是惰性電極（Pt、Au、石墨），電解質(zhì)溶液中的陰離子放電，根據(jù)離子的放電順序書寫電極反應(yīng)式。陰離子失去電子被氧化的順序?yàn)椋?/p>

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根離子＞F-。3、陰極上陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)被還原的順序?yàn)椋篈g+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸電離出的H+）＞Fe2+＞Zn2+＞（水電離出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被還原，這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態(tài)鹽或氧化物而制得）。第15頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五陽極：陰極：總反應(yīng)式：

例1、寫出用石墨作電極，電解CuSO4溶液寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)方程式。第16頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例2Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,其電解制法如下圖所示,請根據(jù)圖示分析:Fe電極與電源的

極相連，電極式為

。

Fe—6e-+8OH-=FeO42-+4H2O正第17頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

例3（2013廣州一模31（4）電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：陰極的電極反應(yīng)式為

.產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為

.

.

.①2H++2e－=H2↑（2分）②HPO32－+2H+=H3PO3

（2分）或：HPO32－+H+=H2PO3－、H2PO3－+H+=H3PO3（各1分）陽極陰極第18頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五4、（2011廣東32）（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為

極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl4―

和Al2Cl7―形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為：Al-3e-+7AlCl4―=4Al2Cl7―鞏固練習(xí)陽第19頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五5、（2013江門一模）(5)工業(yè)上還可用電解法制備重鉻酸鈉，其裝置示意圖如右：陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：＿＿＿＿＿＿陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：＿＿＿＿＿＿

鞏固練習(xí)2H+＋2e－=H2↑（2分）4OH－-4e－

=O2↑+2H2O（2分）提示：選修4p262CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O第20頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五例5熔融狀態(tài)下，Na單質(zhì)和FeCl2能組成可充電電池（裝置示意圖如下），反應(yīng)原理為：

2Na+FeCl2Fe+2NaCl放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)式為__________________：充電時(shí)，_______（寫物質(zhì)名稱）電極接電源的負(fù)極；該電極的反應(yīng)方程式為：__________________：

Fe2++2e－=FeNaNa++e－=Na第21頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五第22頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五第23頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五5、［2012·海南16］(9分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2

，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。回答下列問題：

(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為

、

。

(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是

，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為

；2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2OH2

電解第24頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

鞏固練習(xí)6、蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，NiO2是正極B．蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質(zhì)溶液中C．充電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為：D．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動(dòng)

答案：B、D。

第25頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

原電池和電解池的計(jì)算包括：兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液的計(jì)算、相對原子質(zhì)量的計(jì)算和阿伏伽德羅常數(shù)測定的計(jì)算、根據(jù)電荷守恒量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量。不論那類計(jì)算，均可以概括以下三類方法：二有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算第26頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

1、根據(jù)電子守恒法計(jì)算：依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)極產(chǎn)物、電荷量等類型的計(jì)算。

2、根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)在寫出總反應(yīng)式，根據(jù)總反應(yīng)式比例計(jì)算。

3、根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：由電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的筆記關(guān)系。常見微粒間的計(jì)量關(guān)系式為：

4e-~4H+~4OH-~4Cl-~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O第27頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五

電解產(chǎn)物的計(jì)算是高考中可能考查的基本內(nèi)容。解題思路通常有兩種：一種是根據(jù)總的電解方程式，即根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。另一種是根據(jù)電極反應(yīng)，運(yùn)用陽極與陰極的電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等進(jìn)行計(jì)算。常見的題型有：第28頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五一、單一溶液的電解用兩個(gè)惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣逸出，且電解液體積變化可以忽略），電極上析出的質(zhì)量是A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg用惰性電極電解AgNO3溶液時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：

4AgNO3+2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3

因?yàn)橛蠬NO3生成，所以pH要變小。生成HNO3的物質(zhì)的量為(10-3－10-6)×0.5≈0.5×10-3mol，所以析出銀的質(zhì)量為0.5×10-3mol×108g/mol=54mg

第29頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五一、單一溶液的電解

25℃，電解一定量的硫酸鈉飽和溶液。一段時(shí)間后，陰極析出a摩爾氣體，同時(shí)有m克Na2SO4.10H2O晶體析出.若溫度不變，此時(shí)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

電解硫酸鈉溶液實(shí)際上是電解水，陰極氫離子得電子，生成氫氣amol，就有amol水被電解。析出mg硫酸鈉晶體，那么晶體與amol水混合得到的是該溫度下硫酸鈉的飽和溶液。最終的還是飽和溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(142m/322)/(m+18a)*100%。第30頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五二、混合溶液的電解

在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中用石墨做電極電解，兩極均收集到2.24L氣體（標(biāo)況），則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為1moL/LB.2moL/LC.3moL/LD.4moL/L第31頁，共36頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)46分，星期五二、混合溶液的電解

將0.2moLAgNO3

、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做電極電解一段時(shí)間后，在一極析出0.3moLCu，此時(shí)在另一極收集到氣體體積為（標(biāo)況）4.48LB.5.6LC.