第六章 素养微专题04 电极反应式的书写与判断-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

一、电极反应式的书写 1．书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2．电极反应式书写的常见类型 (1)根据原电池的装置图书写 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。 [微点拨]　注意电极产物能否与电解质溶液共存，确定电极反应的最终产物。如铅酸蓄电池的负极铅失电子变为 Pb2＋，但 Pb2＋与硫酸溶液中的 SO不共存，因而负极电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4。 ④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。 (2)根据原电池的总反应式书写 ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 二、电极反应式书写的常见错误 1．电极反应式配平错误 (1)不能根据化合价变化正确计算电子转移的数目。 (2)不满足“三守恒”：电极反应式和氧化还原方程式一样，要满足得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒。所以配平电极反应式一定要遵循得失电子守恒→电荷守恒→质量守恒(原子守恒)的顺序进行。 2．电极产物书写错误 (1)忽视变价金属被氧化的价态，如铁片与碳棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，负极：Fe－3e－===Fe3＋错误，实际上，铁在硫酸铜溶液中只能被铜离子氧化为Fe2＋。 (2)对于活泼金属电极，想当然地认为电极产物为金属离子，忽视金属离子与电解质溶液的某种成分可继续反应。最终的氧化产物要根据题中信息确定。 (3)忽略介质信息，错判电极产物，如酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋。 　乙烷燃料电池是一种高效低污染的新型电池，它的电极材料一般为活化电极，它以多孔镍板为电极，向两极分别通入乙烷和氧气。 (1)若两电极插入稀硫酸中，其负极电极反应式为：_____________，正极电极反应式为：________________________________。 (2)若两电极插入KOH溶液中，其负极电极反应式为：______________，正极电极反应式为：________________________________。 [思维路径]　一般电极反应式的书写思路 解析：(1)稀硫酸为介质时，C2H6在负极失去电子生成CO2，O2在正极上得到电子并与H＋结合生成H2O，则正极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，由题意可知，乙烷燃料电池总反应式为2C2H6＋7O2===4CO2＋6H2O，用总反应式减去正极反应式，得到负极反应式为2C2H6＋8H2O－28e－===4CO2↑＋28H＋，化简可得C2H6＋4H2O－14e－===2CO2↑＋14H＋。 (2)KOH溶液为介质时，C2H6在负极失去电子生成CO2，CO2与OH－反应生成CO，O2在正极上得到电子并与H2O结合生成OH－，则正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由题意可知，碱性介质中电池总反应式为2C2H6＋7O2＋8OH－===4CO＋10H2O，用总反应式减去正极反应式，得到负极反应式为2C2H6＋36OH－－28e－===4CO＋24H2O，化简可得：C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O。 答案：(1)C2H6＋4H2O－14e－===2CO2↑＋14H＋　O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ [强化训练] 1．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为(　　) A．H2＋2OH－－2e－===2H2O B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．H2－2e－===2H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析：C　根据题给信息，该燃料电池总反应式为2H2＋O2===2H2O；电解质溶液为酸性溶液，电极反应式中不能出现OH－，A项错误；又因为燃料电池中负极通入氢气，正极通入氧气，B、D项错误，C项正确。 2．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高等优点而受到了重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　) A．Li是