電化學(xué)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式書寫技巧

1、電化學(xué)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式書寫技巧李有恒（滕州一中 山東滕州 277500）摘要：電化學(xué)是高中化學(xué)中一個重要的知識點，也是高考中一個重要的考點，有關(guān)電化學(xué)中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫，是重要的考點，也是難點。關(guān)鍵詞：電極反應(yīng)式；總反應(yīng)方程式電化學(xué)是高中化學(xué)中一個重要的知識點，也是高考中一個重要的考點，有關(guān)電化學(xué)中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫，是重要的考點，也是難點。根據(jù)自己的教學(xué)心得，把有關(guān)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫技巧總結(jié)如下。 1化學(xué)電源電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫化學(xué)電源的本質(zhì)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，依據(jù)氧化劑、還原劑的來源不同，把化學(xué)電源電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫

2、分為以下四種情況：1.1物質(zhì)與電解質(zhì)溶液間的氧化還原反應(yīng)特征：電解質(zhì)溶液做氧化劑，物質(zhì)做還原劑（物質(zhì)可以是負(fù)極材料或在負(fù)極區(qū)加入的具有還原性的物質(zhì)）。書寫步驟：寫出物質(zhì)與電解質(zhì)溶液（足量）間的化學(xué)反應(yīng)方程式，此式即是電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式，把總反應(yīng)方程式改寫為離子反應(yīng)方程式。寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式，一般為金屬單質(zhì)，Mne=Mn+，考慮Mn+在電解質(zhì)溶液中的穩(wěn)定存在形式，若穩(wěn)定此式即為負(fù)極的電極反應(yīng)式，若不穩(wěn)定寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式，將兩式疊加得負(fù)極的電極反應(yīng)式；其它還原性物質(zhì)依據(jù)具體環(huán)境寫出相應(yīng)的負(fù)極電極反應(yīng)式。用總反應(yīng)的離子方程式減去負(fù)極的電極反應(yīng)式消去還原劑，得正極的電極反應(yīng)式。例1設(shè)計如

3、圖所示的原電池，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電池負(fù)極材料做還原劑，電解質(zhì)溶液做氧化劑，依據(jù)書寫步驟可得：總反應(yīng)方程式：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2總反應(yīng)離子方程式：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2 Al3e=Al3 Al34OH= Al(OH)4 ，得 負(fù)極：Al3e4OH= Al(OH)4 2，得 正極：6H2O6e=6OH3H21.2兩極材料間的氧化還原反應(yīng)特征：負(fù)極材料（一般為金屬單質(zhì)）做還原劑，正極材料（一般為金屬氧化物）做氧化劑。書寫步驟：寫出兩極材料間的基本反應(yīng)，生成相應(yīng)的離子，未參與氧化還原的以簡單離子形式存在，考慮各種離子在電解質(zhì)

4、溶液中的穩(wěn)定存在形式，即各自發(fā)生的離子反應(yīng)，將各式疊加，消去中間離子得總反應(yīng)的離子方程式。寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式，Mne=Mn+，考慮Mn+在電解質(zhì)溶液中的穩(wěn)定存在形式，若穩(wěn)定此式即為負(fù)極的電極反應(yīng)式，若不穩(wěn)定寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式，將兩式疊加得負(fù)極的電極反應(yīng)式。用總反應(yīng)的離子方程式減去負(fù)極的電極反應(yīng)式消去還原劑，得正極的電極反應(yīng)方程式。注：此類電池一般為可充電電池，充電時的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式即以上各式的逆反應(yīng)。例2鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，堿性條件下由Fe與Ni2O3組成，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電池負(fù)極材料Fe做還原劑，正極材料Ni2O3做氧化劑，依據(jù)書寫步驟可得：F

5、eNi2O3=Fe22Ni23O2 電解質(zhì)溶液為堿性，各離子反應(yīng)為：Fe22OH=Fe(OH)2 Ni22OH=Ni(OH)2 O2H2O=2OH 注：強酸性條件，O22H=H2O；中性或堿性條件，O2H2O=2OH。23，得總反應(yīng)方程式：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2 Fe2e=Fe2 ，得 負(fù)極：Fe2e2OH=Fe(OH)2 ，得 正極： Ni2O32e3H2O=2Ni(OH)22OH以上各式的逆反應(yīng)即為充電時的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。1.3負(fù)極材料與外來物質(zhì)間的氧化還原反應(yīng)特征：負(fù)極材料（一般為金屬單質(zhì)）做還原劑，外來物質(zhì)（一般為O2）做氧化劑。書寫步驟：寫出

6、負(fù)極的電極反應(yīng)式，Mne=Mn+，考慮Mn+在電解質(zhì)溶液中的穩(wěn)定存在形式，若穩(wěn)定此式即為負(fù)極的電極反應(yīng)式，若不穩(wěn)定寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式，將兩式疊加得負(fù)極的電極反應(yīng)式。寫出正極的電極反應(yīng)式，一般為O2強酸性條件：O24e4H=2H2O中性或堿性條件： O24e2H2O=4OH將兩極的電極反應(yīng)式疊加消去電子，得總反應(yīng)的離子方程式，考慮產(chǎn)物中離子的穩(wěn)定存在形式，應(yīng)以穩(wěn)定的物質(zhì)寫在總反應(yīng)方程式中。例3可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電池負(fù)極材料Al做還原劑，正極通入空氣中的O2做氧化劑，依據(jù)書寫步驟

7、可得：負(fù)極：Al3e=Al3 正極：O24e2H2O=4OH 43，得： 4Al3O26H2O=4Al312OH，4Al3與12OH的穩(wěn)定存在形式為4Al(OH)3即電池總反應(yīng)方程式：4Al3O26H2O=4 Al(OH)3。1.4外來物質(zhì)間的氧化還原反應(yīng)特征：電極材料和電解質(zhì)溶液不參與氧化還原反應(yīng)，外來物質(zhì)做氧化劑和還原劑。書寫步驟：寫出外來物質(zhì)間的氧化還原反應(yīng)方程式，考慮產(chǎn)物能否與電解質(zhì)（熔融或水溶液，足量）發(fā)生反應(yīng)，若不反應(yīng)此式即為總反應(yīng)方程式，若反應(yīng)，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式，兩式疊加得電池的總反應(yīng)方程式，將其改寫成離子反應(yīng)方程式。寫出正極的電極反應(yīng)式，一般為O2強酸性條件：O24e4H=

8、2H2O中性或堿性條件： O24e2H2O=4OH用總反應(yīng)的離子方程式減去正極的電極反應(yīng)式消去氧化劑，得負(fù)極的電極反應(yīng)式。例4在直接以甲醇為燃料電池中，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電池負(fù)極通入的甲醇做還原劑，正極通入空氣中的O2做氧化劑，依據(jù)書寫步驟可得：2CH3OH3O2=2CO24H2O CO22NaOH=Na2CO3H2O 2，得總反應(yīng)方程式：2CH3OH3O24NaOH=2Na2CO36H2O總反應(yīng)離子方程式：2CH3OH3O24OH=2CO326H2O 正極：O24e2H2O=4OH 3，得 負(fù)極：2CH3OH12e16OH=2CO3212H2O

9、2電解池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書寫本質(zhì)：在外接電源作用下的氧化還原反應(yīng)。類型：電解質(zhì)（熔融或溶液）中陰、陽離子間的電解反應(yīng)；陽極材料與電解質(zhì)（熔融或溶液）中陽離子間的電解反應(yīng)；陰、陽極材料間的電解反應(yīng)（此類型依據(jù)1.2的書寫方法）。書寫步驟：寫出電解質(zhì)（熔融或溶液）中所有電解質(zhì)的電離方程式。依據(jù)放電順序?qū)懗鲫?、陽極的電極反應(yīng)式。若陽極為活潑電極，Mne=Mn+，考慮Mn+在電解質(zhì)（熔融或溶液）中的穩(wěn)定存在形式，若穩(wěn)定此式即為陽極的電極反應(yīng)式，若不穩(wěn)定寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式，將兩式疊加得陽極的電極反應(yīng)式；若陽極產(chǎn)物給定，依據(jù)質(zhì)量守恒寫出陽極材料與產(chǎn)物間的化學(xué)方程式，缺什么物質(zhì)（一般為O2）

10、補上什么物質(zhì)，考慮該物質(zhì)在此環(huán)境下的來源方式（O2的來源，強酸性或中性條件：2H2O= O24e4H；堿性條件：4OH=O24e2H2O），將兩式疊加得陽極的電極反應(yīng)式。將陰、陽極電極反應(yīng)式疊加，消去電子，考慮參與電極反應(yīng)的離子若由弱電解質(zhì)提供，把弱電解質(zhì)電離方程式的“”看成“=”后參與疊加，消去電子得電解的總反應(yīng)離子方程式。例5工業(yè)采取電解飽和食鹽水的方法制取氯氣，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電解池為電解質(zhì)溶液中陰、陽離子間的電解反應(yīng)，依據(jù)書寫步驟可得：NaCl=NaClH2OHOH 陽極：2Cl2e=Cl2 陰極：2H2e=H2 2，得電解的總反應(yīng)離子方程式：2Cl2H2OCl2H22OH例6以鋁材為陽極，在NaOH溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。解析：此電解池為電解質(zhì)溶液中陽離子與陽極給定產(chǎn)物的電解反應(yīng)，依據(jù)書寫步驟可得：NaOH=NaOHH2OHOH 4Al3O2=2Al2O3 4OH= O24e2H2O （3）/2，得 陽極：2Al6e6OH=Al2O33H2O 陰極：2H