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

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