資源簡介

電化學中電極反應式的書寫技巧
書寫步驟：
1、根據已知條件結合總反應及元素守恒寫出某一電極式的反應物與生成物
2、根據化合價升降判斷極性，并寫出電子轉移數。（電子轉移數=價態變化量×變價原子數）
3、配平電荷守恒，注意加H+ (酸性)或OH- (中堿性)或O2- (熔融金屬氧化物等)或CO32- (熔融
碳酸鹽)或Li+(Li離子電池)或Na+(Na離子電池)等自由移動的離子。（注意檢查電荷是否守恒）
4、配平元素守恒，利用H2O或CO2。
5、檢查。
注意事項：（1）電極反應式書寫要遵循離子方程式書寫規則（不能拆的用化學式表示）
（2）對于多元素變價的，需分別書寫成電極反應式（一般一個電極反應式只能
有一種變價）
巧記：原電池----失氧負極（化合價升高，失電子，發生氧化反應，作負極）
電解池----失氧陽極（化合價升高，失電子，發生氧化反應，作陽極）
正陽負陰相顛倒：（1）對于電解池與原電池相連的，電解池的陽極與原電池的正極
相連。
（2）對于可充電電池，放電時的正極與充電時的陽極電極反應式
相顛倒，且放電時的正極與充電時的陽極電極為同一個電極。
規律：一般陽離子只能得電子作正極或陰極
一般陰離子或金屬單質只能失電子作負極或陽極
由上規律即可解決離子移動問題

擴展：在一些化學方程式或離子方程式的書寫過程中常常會用到第3、4步驟。
若電極反應式中含有未知數（x），則步驟2與步驟3顛倒。
一、原電池 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=原電池?)中電極反應式的書寫
1、先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應物質，并標出相同數目電子的得失。
2、注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式,如Al－Cu－NaHCO3溶液構成的原電池中，因Al失去電子生成的Al3+能與HCO3－反應：Al3++3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑，故鋁件（負極）上發生的反應為：Al－3e－+3HCO3－=Al(OH)3↓+3CO2↑，而不是僅僅寫為：Al－3e－=Al3+。
3、若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，電極反應式中不能出現H+，且水必須寫入正極反應式中，與O2結合生成OH-，若電解質溶液為酸性 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=酸性?)，電極反應式中不能出現OH－，且H+必須寫入正極反應式中，與O2結合生成水。如例1、例2。
4、正負極反應式相加（電子守恒）得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的電極反應式，然后在電子守恒 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=守恒?)的基礎上，總反應式減去較易寫出的電極反應式，即得到較難寫出的電極反應式。如例2。
例1、有人設計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內作為作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠跟人體內體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進行工作，試寫出該電池的兩極反應式。
解析：金屬鉑是相對惰性的，金屬鋅是相對活潑的，所以鋅是負極，Zn失電子成為Zn2+，而不是ZnO或Zn(OH)2，因為題目已告訴H+參與作用。正極上O2得電子成為負二價氧，在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式，而只能是產物水。故發生以下電極反應：
負極：2Zn－4e-= 2Zn2+，正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
例2、用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入甲烷和氧氣，形成甲烷—氧氣燃料電池，該電池反應的離子方程式 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=離子方程式?)為：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，試寫出該電池的兩極反應式。
解析：從總反應式看，O2得電子參與正極反應，在強堿 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=強堿?)性溶液中，O2得電子與H2O結合生成OH-，故正極反應式為：2O2+4H2O+8e- =8OH-。負極上的反應式則可用總反應式減去正極反應式（電子守恒）得CH4+10OH-－8e-= CO32-+7H2O。
二、電解池中電極反應式的書寫
1、首先看陽極材料，如果陽極是活潑電極（金屬活動順序表Ag以前），則應是陽極失電子，陽極不斷溶解，溶液中的陰離子不能失電子。
2、如果陽極是惰性電極（Pt、Au、石墨），則應是電解質溶液中的離子放電，應根據離子的放電順序進行書寫電極反應式。
陽極（惰性電極）發生氧化反應，陰離子失去電子被氧化的順序為：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水電離 (?http:?/??/?www.hxzxs.cn?/?keyword.asp?keyword=水電離?)的OH-＞含氧酸根離子＞F-。
陰極發生還原反應，陽離子得到電子被還原的順序為：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸電離出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水電離出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。
（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被還原，這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態鹽或氧化物而制得）。
例3、寫出用石墨作電極，電解飽和食鹽水的電極反應式。
解析：由于電極材料為石墨，是惰性電極，不參與電極反應，則電極反應式的書寫只考慮溶液中的離子放電順序即可。溶液中的離子：Cl- 、Na+ 、OH- 、H+，移向陽極的陰離子有Cl-和水電離出的OH-，但在陽極上放電的是Cl-；移向陰極的陽離子有Na+和水電離出的H+，但在陰極上放電的是H+。所以上述電解池的電極反應為：
陽極：2Cl-－2e-= Cl2↑，陰極：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。
若將上述石墨電極改成銅作電極，試寫出電解飽和食鹽水的電極反應式。
解析：由于電極材料為Cu，是活潑電極，銅參與陽極反應，溶液中的陰離子不能失電子，但陰極反應仍按溶液中的陽離子放電順序書寫。該電解池的電極反應為：
陽極：Cu－2e-= Cu2+，陰極：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-= H2↑+2OH-。
（注：陽極產生的Cu2+可與陰極產生的OH-結合成Cu(OH)2沉淀，不會有Cu2+得電子情況發生。）
三、可充電電池電極反應式的書寫
可充電電池是聯系原電池與電解池的橋梁，它也是電化學知識的重要知識點。放電為原電池反應，充電為電解池反應。原電池的負極反應與電解池的陰極反應，原電池的正極反應與電解池的陽極反應互為逆反應。只要我們按前面方法能熟練書寫放電(即原電池)的電極反應式，就能很快寫出充電(即電解池)的電極反應式。
例4、鉛蓄電池反應為：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。試寫出放電和充電時的電極反應式。
解析：因為放電為原電池反應：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O。Pb失電子發生負極反應，產生的Pb2+在H2SO4溶液中結合SO42-生成難溶于水的PbSO4，故其負極反應式為：Pb+SO42-－2e-=PbSO4。由電子守恒可知，其正極反應式為總式減去負極反應式：PbO2+ SO42-+4H++2e-= PbSO4+2H2O。
充電為電解池反應，其電極反應式書寫是這樣的，陰極反應式為原電池負極反應式的逆反應，即PbSO4+2e-=Pb+SO42-；陽極反應式為原電池正極反應式的逆反應，即PbSO4+2H2O－2e-= PbO2+ SO42-+4H+。
四、特殊情況電極反應式的書寫
在書寫電極反應式時，一定要注意一些特殊情況。
1、注意溶液中的離子濃度的改變會引起離子放電順序的改變
溶液中的離子濃度改變，有時可導致離子放電順序的改變。
例5、在給某鍍件鍍鋅時，電鍍液是飽和ZnCl2溶液，試寫出該電鍍池的電極反應式。
解析：在飽和ZnCl2溶液中，放電能力：H+＞Zn2+，但溶液中Zn2+的濃度遠大于水電離出來的H+的濃度，所以陰極應是Zn2+放電，而不是H+放電。其電極反應式為：陽極：Zn－2e-= Zn2+；陰極：Zn2++2e-= Zn。
2、注意電解質溶液的改變會引起電極正負的改變
在原電池中，一般較活潑金屬作負極，但當電解質溶液發生改變時，較活潑金屬就不一定作負極了。
例6、將銅片和鋁片用導線相連，分別同時插入稀H2SO4和濃HNO3中，寫出兩池的電極反應式。
解析：在稀H2SO4作電解質溶液的原電池中，較活潑的鋁被氧化作負極，銅作正極。其電極反應為：
負極（Al）：2Al－6e-=2Al3+；正極（Cu）：6H++6e-= 3H2↑。
在濃HNO3作電解質溶液的原電池中，因為Al在濃HNO3中鈍化，較不活潑的銅作負極，其電極反應為：負極（Cu）：Cu－2e-= Cu2+；正極（Al）：2NO3-+4H++2e-=2 NO2↑+2H2O。但隨著反應的進行，濃HNO3逐漸變稀，正極電極反應又有：NO3-+4H++3e-= NO↑+2H2O。
3 、注意電解質溶液的酸堿性改變會引起電極反應的改變
有些電池若改變其電解質溶液的酸堿性，雖不會改變電池的正負極，但卻改變了電極反應。
例7、若將例2中的電解質KOH溶液改為稀硫酸，其它條件不變，試寫出該電池兩極的電極反應式。
解析：該題雖只改變了電解質溶液的酸堿性，但總反應式與例2不相同了，其總反應式為CH4+2O2→CO2+2H2O。這樣，在正極上O2得電子生成的O2-會與稀硫酸中的H+結合生成水，而不再生成OH-（OH-能與H+繼續反應生成水）。正極反應式為：2O2+8H++8e- = 4H2O，負極上的反應式則可用總反應式減去正極反應式（電子守恒）得：CH4+2H2O－8e-= CO2+8H+。









常見的原電池電極反應式書寫匯總
一次電池
1、伏打電池：（負極—Zn、正極—Cu、電解液—H2SO4）
負極： Zn–2e-==Zn2+ (氧化反應) 正極： 2H++2e-==H2↑ (還原反應)
離子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+

2、鐵碳電池：（負極—Fe、正極—C、電解液H2CO3 弱酸性)
負極： Fe–2e-==Fe2+ (氧化反應) 正極：2H++2e-==H2↑ (還原反應)
離子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氫腐蝕)

3、鐵碳電池：（負極—Fe、正極—C、電解液 中性或堿性)
負極： 2Fe–4e-==2Fe2+ (氧化反應) 正極：O2+2H2O+4e-==4 (還原反應)
化學方程式 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蝕) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O
(鐵銹的生成過程)

4.鋁鎳電池：（負極—Al、正極—Ni 電解液 NaCl溶液、O2)
負極： 4Al–12e-==4Al3+ (氧化反應) 正極：3O2+6H2O+12e-==12(還原反應)
化學方程式 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋燈標電池)

5、普通鋅錳干電池：(負極—Zn、正極—C 、電解液NH4Cl、MnO2的糊狀物)
負極：Zn–2e-==Zn2+ (氧化反應) 正極：2MnO2+2H++2e-==Mn2O3+H2O (還原反應)
化學方程式 Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑

6、堿性鋅錳干電池：（負極—Zn、正極—C、 電解液KOH 、MnO2的糊狀物）
負極： Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 (氧化反應)
正極：2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH +2 OH－ （還原反應)
化學方程式 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnOOH

7、銀鋅電池：(負極—Zn、正極--Ag2O、電解液NaOH )
負極 ：Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2 (氧化反應)
正極 ：Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH－ (還原反應)
化學方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag

8、鋁–空氣–海水（負極--鋁、正極--石墨、鉑網等能導電的惰性材料、電解液--海水）
負極 ：4Al－12e－==4Al3+ (氧化反應)
正極 ：3O2+6H2O+12e－==12OH－ （還原反應)
總反應式為： 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 （鉑網增大與氧氣的接觸面）

9、鎂---鋁電池 （負極--Al、正極--Mg 電解液KOH）
負極(Al)： 2Al + 8 OH–- 6e- ＝ 2AlO2–+4H2O (氧化反應)
正極(Mg）： 6H2O + 6e- ＝ 3H2↑+6OH– （還原反應)
化學方程式： 2Al + 2OH– + 2H2O ＝ 2AlO2–+ 3H2

10、鋰電池一型：（負極--金屬鋰、正極--石墨、電解液LiAlCl4 -SOCl2）
負極 ：8Li －8e－＝8 Li + (氧化反應)
正極 ：3SOCl2＋8e－＝SO32－＋2S＋6Cl－ （還原反應)
化學方程式 8Li＋ 3SOCl2 === Li2SO3 ＋ 6LiCl ＋ 2S，

二次電池（又叫蓄電池或充電電池）
1、鉛蓄電池：（負極—Pb 正極—PbO2 電解液— 濃硫酸）
放電時 負極： Pb－2e－＋SO42－=PbSO4 (氧化反應)
正極： PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O (還原反應)
充電時 陰極： PbSO4 + 2H+ ＋ 2e-== Pb+H2SO4 (還原反應)
陽極： PbSO4 + 2H2O － 2e-== PbO2 + H2SO4 + 2H+ (氧化反應)
總化學方程式 Pb＋PbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O
2、鐵--鎳電池：（負極-- Fe 、正極—NiO 2、電解質溶液為KOH溶液）
放電時 負極： Fe－2e—+ 2 OH– == Fe (OH)2 (氧化反應)
正極： NiO2 + 2H2O + 2e—== Ni(OH)2 + 2 OH– (還原反應)
充電時 陰極： Fe (OH)2 + 2e—== Fe + 2 OH– (還原反應)
陽極： Ni(OH)2 －2e—+ 2 OH– == NiO 2 + 2H2O (氧化反應)
總化學方程式 Fe + NiO 2+ 2H2O Fe (OH)2 + Ni(OH)2
3、LiFePO4電池（正極—LiFePO4，負極—石墨，含Li+導電固體為電解質）
放電時 負極： Li － e— ==Li + (氧化反應)
正極： FePO4 + Li+ + e—== LiFePO4 (還原反應)
充電時： 陰極： Li+ + e—== Li (還原反應)
陽極： LiFePO4－e—== FePO4 + Li+ (氧化反應)
總化學方程式 FePO4 + Li LiFePO4
4、鎳--鎘電池（負極--Cd 、正極—NiOOH、電解質溶液為KOH溶液）
放電時 負極： Cd －2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2 (氧化反應)
正極： 2NiOOH + 2e— + 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH– (還原反應)
充電時 陰極： Cd(OH)2 + 2e—== Cd + 2 OH– (還原反應)
陽極：2 Ni(OH)2 －2e—+ 2 OH– == 2NiOOH + 2H2O (氧化反應)
總化學方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2
5、氫--鎳電池：（負極-LaNi5儲氫合金、正極—NiOOH、電解質KOH+LiOH）
注意：電化學中的儲氫合金看作0價，金屬氫化物中的氫原子看作0價。
即將儲氫合金看作物理性吸附氫原子。
放電時 負極： LaNi5H 6－6e—+ 6OH–== LaNi5 + 6H2O (氧化反應)
正極： 6NiOOH +6e—+ 6H2O ==6 Ni(OH)2 + 6OH– (還原反應)
充電時 陰極： LaNi5 +6e—+ 6H2O== LaNi5H 6+ 6OH– (還原反應)
陽極： 6 Ni(OH)2 －6e—+ 6OH–== 6NiOOH + 6H2O (氧化反應)
總化學方程式 LaNi5H 6 + 6NiOOH LaNi5 + 6Ni(OH)2
6、高鐵電池：（負極—Zn、正極---石墨、電解質為浸濕固態堿性物質）
放電時 負極：3Zn －6e- + 6 OH–== 3 Zn(OH)2 (氧化反應)
正極：2FeO42— +6e-+ 8H2O ==2 Fe (OH)3 + 10OH– (還原反應)
充電時 陰極：3Zn(OH)2 +6e-==3Zn + 6 OH– (還原反應)
陽極：2Fe(OH)3 －6e-+ 10OH–==2FeO42—+ 8H2O (氧化反應)
總化學方程式 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH
7、鋰電池二型（負極LiC6、正極含鋰的二氧化鈷LiCoO2、充電時LiCoO2中Li被氧化，
Li+還原以Li原子形式嵌入電池負極材料碳C6中，以LiC6表示）
放電時 負極: LiC6 – xe- ＝ Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反應)
正極： Li（1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2 (還原反應)
充電時 陰極： Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- ＝LiC6 (還原反應)
陽極： LiCoO2 – xe- ＝ Li(1-x)CoO2 + x Li+ (氧化反應)
總反應方程式 Li(1-x)CoO2 + LiC6 LiCoO2 + Li(1-x)C6

燃料電池
根據題意敘述書寫常見于燃料電池，由于燃料電池的優點較多，成為了近年高考的方向。燃料電池是原電池中一種比較特殊的電池，它與原電池形成條件有一點相悖，就是不一定兩極是兩根活動性不同的電極，也可以用相同的兩根電極。解決此類問題必須抓住一點：燃料電池反應實際上等同于燃料的燃燒反應，但要特別注意介質對產物的影響。
一、氫氧燃料電池
氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨 做電極材料，負極通入H2，正極通入 O2，總反應為：2H2 + O2 === 2H2O
電極反應特別要注意電解質，有下列三種情況：
1、電解質是KOH溶液（堿性電解質）
負極：H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O (氧化反應)
正極：O2 + H2O + 4e- === OH—(還原反應)
總反應方程式 ?2H2 + O2 === 2H2O
2、電解質是H2SO4溶液（酸性電解質）
負極：H2 –2e- === 2H+ (氧化反應)
正極：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (還原反應)
總反應方程式? 2H2 + O2 === 2H2O
3、電解質是NaCl溶液（中性電解質）
? 負極：H2 – 2e- === 2H+(氧化反應)
正極：O2 + H2O + 4e- === 4OH—
總反應方程式? 2H2 + O2 === 2H2O

說明1、堿性溶液反應物、生成物中均無H+ 2、.水溶液中不能出現O2-
3、中性溶液反應物中無H+ 和OH-— 4、酸性溶液反應物、生成物中均無OH-

二、甲醇燃料電池?
1．堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
? 正極：3O2 + 12e- + 6H20=== 12OH- (還原反應)
? 負極：2CH3OH – 12e- + 16OH—? === 2CO32- +12H2O (氧化反應)
總反應方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O
?2. 酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）
正極：3O2 + 12e-- + 12H+ == 6H2O (還原反應)（注：乙醇燃料電池與甲醇
負極：2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO2 (氧化反應) 燃料電池原理基本相）
總反應式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O (氧化反應)

三、CO燃料電池 （總反應方程式均為： 2CO ＋ O2 ＝ 2CO2）
1、熔融鹽（鉑為兩極、Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質，CO為負極燃氣，
空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣）
正極： O2 ＋ 4e- ＋ 2CO2 ＝ 2CO32-- (還原反應)
負極： 2CO＋2CO32- – 4e- ==4CO2 (氧化反應)
2、酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）
正極： O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O (還原反應)
負極： 2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+ (氧化反應)

四、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極： O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—? (還原反應)
負極： N2H4 + 4OH— -- 4e- == N2 + 4H2O (氧化反應)
總反應方程式 N2H4 + O2=== N2 + 2H2O

五、甲烷燃料電池
1．堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極： 2O2 + 2H2O + 8e- == 8 OH—? (還原反應)
負極： CH4 + 10OH—-- 8e- == CO32- + 7H2O (氧化反應)
總反應方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O
2、酸性電解質（鉑為兩極、電解液H2SO4溶液）
正極： 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O? (還原反應)
負極： CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2 (氧化反應)
總反應方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O

六、丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O2和CO2、負極通入丙烷、電解液有三種）
1、電解質是熔融碳酸鹽（K2CO3或Na2CO3）
正極 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (還原反應)
負極 ： C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反應)
總反應方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O
2、酸性電解質 （電解液H2SO4溶液）
正極 ： 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O? (還原反應)
負極 ： C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反應)
總反應方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O
3、堿性電解質（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極 ： 5O2 + 20e- + 10H2O == 20OH—?? (還原反應)
負極 ： C3H8 -- 20e-+ 26 OH—?? == 3CO32- + 17H2O (氧化反應)
總反應方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH === 3 K2CO3 + 7H2O

七、乙烷燃料電池 （鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極 ： 7O2 + 28e- + 14H2O == 28OH—?? (還原反應)
負極 ： 2C2H6 -- 28e-+ 36 OH—?? == 4CO32- + 24H2O (氧化反應)
總反應方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O





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