微专题5 电极反应式的书写方法（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

微专题五　电极反应式的书写方法 [对应学生用书P67] 1．电极反应式的书写形式 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 2．电极反应式的书写思路 [点拨]　若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，在保证电子转移数目相同的情况下，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：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3．电极反应式书写要点 (1)判断电极反应产物——要看电极材料、电解质环境和反应类型； (2)反应式书写的原则——遵循质量守恒、电荷守恒和电子转移守恒。 (1)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池。 ①负极材料是________(写名称)，电极反应为__________________________。 ②正极电极反应式为__________________________________________________。 ③溶液中SO向________极移动。 (2)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它工作时发生反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。此电池放电时负极上发生电极反应是__________________________，正极上发生的电极反应是____________________________________，电解质溶液呈________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。 (3)空气—锌碱性燃料电池可以充分利用废锌材料进行发电，性价比较高，具有较大的应用价值，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，则锌片作________极，发生的电极反应为：______________________________，另一电极反应为：______________。 解析　(1)①该反应中Cu元素化合价由0价变为＋2价、O元素化合价由0价变为－2价，要将该反应设计为原电池，Cu作负极，电极反应为Cu－2e===Cu2＋；②O2在正极得电子，酸性条件下，正极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；③SO阴离子向负极移动。(2)根据银锌电池方程式，分析各物质化合价可知，Zn为负极，Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，电解质溶液呈碱性。(3)由电池反应式可知，Zn化合价升高，发生氧化反应，因此作负极，由于碱性环境，负极电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 答案　(1)①铜　Cu－2e－===Cu2＋　 ②O2＋4e－＋4H＋===2H2O　③负 (2)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　 Ag2O＋H2O＋2e－ ===2Ag＋2OH－　 碱性 (3)负　Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ [方法技能]　电极反应式的书写步骤 判断正负极反应物→明确反应类型→分析离子导体成分对产物的影响→根据守恒关系写电极反应式 1．(2020·辽宁阜新高一期中)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－ C　[根据题给信息可知，该燃料电池总反应式为2H2＋O2===2H2O，电解质为酸性溶液，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H2，正极通入O2，B、D项错误。] 2．Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　) A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ B　[Mg­AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。] 3．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高的优点受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法中正确的是(　　) A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋ B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ B　[由总反应式Li＋MnO2===LiMnO2可知，锂元素在反应后化合价升高(0→＋1价)，锰元素在反应后化合价降低(＋4价→＋3价)。Li失电子被氧化，在电池中作负极，电极反应式为Li－e－===Li＋。MnO2在正极上得电子被还原，电极反应式为MnO2＋e－===MnO。] 4．(2020·山东聊城一中高一检测)一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇(CH3OH)与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(　　) A．CH3OH＋O2－2e－===H2O＋CO2＋2H＋ B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C　[该燃料电池的总反应为2CH3OH＋3O2===4H2O＋2CO2，由于在酸性溶液中正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，根据得失电子守恒，则负极反应为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋，故C正确。] 5．(2020·山东潍坊高一期中)可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　) A．以NaCl溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 A　[当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极都发生的反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成四羟基合铝酸根，因此负极反应为Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－，B项错误；该电池在碱性条件下工作时，消耗了碱，反应的化学方程式为4Al＋3O2＋4OH－＋6H2O ===4[Al(OH)4]－，溶液的碱性减弱，C项错误；电池工作时，电子从负极流出来经过外电路流向正极，D项错误。] 6．分析下列装置，按要求填空。 (1)①负极材料：______，电极反应式：__________________________________________。 ②正极材料：______，电极反应式：__________________________________________。 ③总反应式：______________________________________________________________。 (2)①负极材料：________，负极反应式：__________________________________。 ②正极材料：________，正极反应式：______________________________________。 ③总反应式：__________________________________。 (3)①负极材料：______，电极反应式：___________________________________。 ②正极材料：_____，电极反应式：__________________________________。 ③总反应式：__________________________________。 (4)①负极材料：______，电极反应式：_______________________________。 ②正极材料：______，电极反应式：_______________________________。 ③总反应式：_____________________________________。 答案　(1)Mg　Mg－2e－===Mg2＋　Al　2H＋＋2e－===H2↑　Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (2)Al　2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－　Mg　6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　Fe　2NO＋2e－＋4H＋===2NO2↑＋2H2O　Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O (4)Fe　2Fe－4e－===2Fe2＋　Cu　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2↓ [易错警示]　原电池的正极和负极除了与电极材料的性质有关，也与电解质溶液的性质有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。 学科网（北京）股份有限公司 $$