主观题突破(三) 电化学计算及电极反应式的书写(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学计算及电极反应式书写核心考点，以守恒法应用和电极反应式书写方法为主线，构建“原理梳理-方法指导-真题演练”的复习体系，通过电子守恒关系式建立、四步法书写模型等环节，帮助学生系统突破电化学难点。 讲义突出科学思维与模型建构，如“四步法”书写电极反应式培养逻辑分析能力，结合2023-2024高考真题强化守恒法计算应用，设置分层练习与即时反馈，有效提升学生规范表达和解题效率，为教师把控复习节奏提供精准指导。

主观题突破(三)　电化学计算及电极反应式的书写 1.守恒法在电化学计算中的应用 (1)电子守恒和电荷守恒列关系式。 ①电子守恒:两极得失电子数相等。 ②电荷守恒:1个电子对应1个正电荷(或负电荷)。 ③常用关系式:O2~4e-~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH-~4H+~Mn+。 (2)几个注意问题。 ①气体体积相关计算时,必须注明标准状况。 ②计算含交换膜电化学装置中某一区域质量变化,注意离子的迁移。 2.分析电化学装置的物质变化书写电极反应式 (1)确定装置类型。 ①原电池:外接用电器、电压表、负载等; ②电解池:外接电源或题干给出信息; ③二次电池:放电为原电池、充电为电解池。 (2)“四步法”书写电极反应式。 3.已知总反应式,书写电极反应式 (1)书写三步骤。 步骤一:根据电池总反应式,标出电子转移的方向和数目(ne-)。 步骤二:找出正(阴)、负(阳)极,失电子的电极为负(阳)极;确定溶液的酸碱性。 步骤三:写电极反应式。 负(阳)极反应:还原剂-ne-氧化产物 正(阴)极反应:氧化剂+ne-还原产物 (2)书写技巧。 若某电极反应式较难写出时,可先写出较易的电极反应式,然后根据得失电子守恒,用总反应式减去较易的电极反应式,即可得出较难写出的电极反应式。 【应用1】　盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上采用如图所示装置进行制备。不考虑溶液体积的变化。 (1)正极反应式为 NO+3e-+4H+NH3OH+ 。 (2)负极反应式为 H2-2e-2H+ 。 (3)理论上,当有标准状况下3.36 L H2参与反应时,左室溶液质量增加 3.3 g。 解析　含铁的催化电极为正极,电极反应式为NO+3e-+4H+NH3OH+;Pt电极为负极,电极反应式为H2-2e-2H+。(3)结合电极反应:H2-2e-2H+,消耗标准状况下3.36 L H2共转移0.3 mol电子,则必有0.3 mol H+由右室流向左室,同时由NO变成盐酸羟胺(NH3OHCl),结合NO+3e-+4H+NH3OH+可知,参加反应的NO为0.1 mol,故左室增加的为0.1 mol NO和0.3 mol H+,其质量总和为3.3 g。 【应用2】　全钒液流电池是一种活性物质循环流动的液态电池,以溶解于一定浓度硫酸中的不同价态的钒离子为电极反应的活性物质,基本工作原理示意图如下: (1)硫酸是铅酸蓄电池的电解质,在铅酸蓄电池中负极的电极反应式是 Pb-2e-+SPbSO4 。 (2)全钒液流电池放电时,左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝,则电极b的电极反应式是 V2+-e-V3+ ,若有0.2 mol电子转移,质子交换膜左侧电解液质量 增加 (填“增加”或“减少”),质量为 0.2 g。 (3)全钒液流电池充电时,电极a应连接电源的 正 极,电极反应式为 VO2++H2O-e-V+2H+ 。 解析　全钒液流电池放电时,左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝说明左侧电极a是原电池的正极,酸性条件下V在正极得到电子发生还原反应生成VO2+,电极反应式为V+2H++e-VO2++H2O,电极b为负极,V2+在负极失去电子发生氧化反应生成V3+,电极反应式为V2+-e-V3+,充电时,与直流电源正极相连的a电极为阳极、b电极为阴极。(1)铅酸蓄电池中铅为原电池的负极,硫酸根离子作用下铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅,电极反应式为Pb-2e-+SPbSO4。(2)由分析可知,电极b为负极,V2+在负极失去电子发生氧化反应生成V3+,电极反应式为V2+-e-V3+,电极a是原电池的正极,酸性条件下V在正极得到电子发生还原反应生成VO2+,电极反应式为V+2H++e-VO2++H2O,则有0.2 mol电子转移时,有0.2 mol氢离子通过质子交换膜移向左侧溶液中,所以质子交换膜左侧电解液质量增加质量为0.2 mol×1 g/mol=0.2 g。(3)由分析可知,充电时,与直流电源正极相连的a电极为阳极,水分子作用下VO2+在阳极失去电子发生氧化反应生成V和H+,电极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+。 1.(2024·北京卷)研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3,其原理示意图如下。 (1)电极a表面生成N的电极反应式: N2+6H2O-10e-2N+12H+ 。 (2)研究发现:N2转化可能的途径为N2NON。电极a表面还发生ⅲ.H2OO2。ⅲ的存在,有利于途径ⅱ,原因是 反应ⅲ生成O2,O2将NO氧化成NO2,NO2更易转化成N 。 解析　(1)电极a上N2N,氮元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为阳极,电极反应式为N2+6H2O-10e-2N+12H+。 2.(2024·上海卷)(1)根据如图装置,写出电极a的电极反应式: 2N+10e-+12H+N2↑+6H2O 。 (2)解释在溶液中氧气的浓度变大后,为何有利于(CH2O)n的除去,但不利于硝酸根离子的除去。如果电解液含有氧气,对反应产率有什么影响? 氧气可在正极放电,使硝酸根离子消耗减少,去除率下降,另外氧气也可氧化(CH2O)n生成二氧化碳,从而有利于(CH2O)n的除去 。 解析　(1)由题图可知,电极a上硝酸根离子得电子转化为氮气,结合装置中含有质子交换膜可确定产物还有水,电极反应式为2N+10e-+12H+N2↑+6H2O。 3.(2024·浙江卷1月)通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。 某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是 CO2+2e-+2H+HCOOH 。 解析　电极B是阴极,则电极反应式是CO2+2e-+2H+HCOOH。 4.(2023·江苏卷)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。 FE%=×100% 其中,QX=nF,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。 (1)当电解电压为U1 V时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,阴极主要还原产物为 H2 (填化学式)。 (2)当电解电压为U2 V时,阴极由HC生成CH4的电极反应式为 10HC+8e-CH4↑+9C+3H2O 。 (3)当电解电压为U3 V时,电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为 每生成1 mol C2H4转移12 mol e-,每生成1 mol HCOO-转移2 mol e-,故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2 (写出计算过程)。 解析　(1)当电解电压为U1 V时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,说明二氧化碳没有得电子,是氢离子得电子变成氢气。(2)当电解电压为U2 V时,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由HC生成CH4的电极反应式为10HC+8e-CH4↑+9C+3H2O。(3)当电解电压为U3 V时,电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%,还原产物HCOO-的FE%为8%,每生成1 mol C2H4转移12 mol e-,每生成1 mol HCOO-转移2 mol e-,故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2。 5.(2023·河北卷)(1)以空气中的氮气为原料电解合成氨时,N2在 阴 (填“阴”或“阳”)极上发生反应,产生NH3。 (2)氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时,理论上消耗NH3和H2的质量比为17∶3,则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为 2NH3+6OH--6e-N2+6H2O 。 解析　(1)N2生成NH3,化合价降低,得电子,发生还原反应,则N2在阴极反应。(2)由题给条件“氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时,理论上消耗NH3和H2的质量比为17∶3”可得消耗NH3和H2的物质的量之比为∶=2∶3,即3 mol H2失去的电子数与2 mol NH3失去的电子数相等,则反应中NH3失电子生成N2,在碱性下的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $