电极方程式书写.docx

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电极方程式书写

原电池电解池

适用学科

高中化学

适用年级

高三年级

适用区域

全国人教版

课时时长（分钟）

60

知识点

1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

教学目标

1．了解金属腐蚀及其危害。

2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学方程式的书写。

教学重点

原电池原理电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。

教学难点

电化学知识与生产、生活知识（如金属的腐蚀与防护、铜的电解精炼、氯碱工业）以及新科技知识相结合。

电化学、氧化还原反应、特别是新型电池等联系，考查的知识有一定的综合度。

教学过程

一、课堂导入

二、复习预习

1、回忆上节课学习的内容并进行简单的提问：

原电池、电解池、正负极、阴阳极等的判断；电子的移动阴阳离子的移动。

2、电解池

3、放电顺序：

1、如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。

2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序写电极反应式。

阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子＞F-。

阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：

Ag+＞＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。

（注：

在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。

1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）

A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应

B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应

C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应

D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

答案：

B、C

解析：

中学教材中，讲电池的两极是正、负极，讲电解的两极则是阴、阳极。

实际上,负极和阳极是起氧化反应的电极,英文中用同一个词Anode;正极和阴极则是起还原反应的电极，英文中用同一个词Cathode。

同一充电电池中，放电的负极反应是失电子的氧化反应，因而充电时，其逆过程必然是得电子的还原反应（阴极）。

三、知识讲解

1.原电池中电极反应式的书写

a、先确定原电池的正负极，列出反应物，标出电子的得失。

b、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。

c、（熟记）若正极上的反应物质是O2，

电解质溶液为中性、碱性或弱酸性，正极式：

O2+2H2O+4e-=4OH-

电解质溶液为酸性，正极式：

O2+4H++4e-=2H2O

2、电解池中电极反应式的书写

1、看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），是阳极失电子。

注意阳离子与电解质

溶液中的阴离子是否共存。

若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。

2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），电解质溶液中的离子放电，根据离子的放电顺序书写电极反应式。

3、分析电解池中离子、电子流向及电解质溶液成分变化。

四、例题精析

【例题1】

【题干】有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。

它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，试写出该电池的两极反应式。

答案：

负极：

2Zn－4e-=2Zn2+，正极：

O2+4H++4e-=2H2O。

解析：

注重实际，正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀升失氧、降得还判断；负极是化合价升高、正极化合价降低

【例题2】

【题干】用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成甲烷—氧气燃料电池，该电池反应的离子方程式为：

CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，试写出该电池的两极反应式。

答案：

负极：

CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O。

正极：

O2+2H2O+4e-=4OH-

解析：

正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀升失氧、降得还判断；负极是化合价升高、正极化合价降低

【例题3】

【题干】Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,其电解制法如下图所示,

请根据图示分析:

Fe电极与电源的极相连，电极式为。

答案：

Fe—6e-+8OH-=FeO42-+4H2O

解析：

铁从零价升到高铁酸钠的+6价化合价升高，可以判断负极，其余就出来了

【例题3】

【题干】熔融状态下，Na单质和FeCl2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：

2Na+FeCl2Fe+2NaCl

放电时，电池的正极反应式为__________________：

充电时，_______（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为______。

答案：

Fe2++2e－=Fe；Na；B-Al2O3固体

解析：

Na：

熔融Z电极FeCl2：

熔融FeG2电极；正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀升失氧、降得还判断；负极是化合价升高、正极化合价降低

五、课堂运用

【基础】Al－Cu－NaHCO3溶液构成的原电池中，铝电极为极，电极反应为：

答案：

负极Al－3e-+3HCO3－=Al（OH）3↓+3CO2↑，

解析：

正负极的判断跟氧化还原反应这一章有着很大的联系，通过口诀升失氧、降得还判断；负极是化合价升高、正极化合价降低

【巩固】1、下列事实不能用电化学理论解释的是（）

A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块

B.铝片不用特殊方法保存

C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快

D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用

答案：

B

解析：

A选项是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。

B选项是靠氧化膜保护铝。

C选项Zn+Cu2+====Cu+Zn2+，生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。

D选项中ZnFe原电池Zn为负极，而FeSn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了铁。

2.（2010江苏高考，16）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）====Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）

下列说法错误的是（）

A.电池工作时，锌失去电子

B.电池正极的电极反应式为2MnO2（s）+H2O（l）+2e-====Mn2O3（s）+2OH-（aq）

C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

答案：

C

解析：

由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1molZn参加反应，失去2mol电子，则会有2mol电子从负极Zn开始，流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2（s）+H2O+2e-====Mn2O3（s）+2OH-（aq），故外电路每通过0.2mol电子，Zn的质量就减轻6.5g。

【拔高】1.我国发射上天的宇宙飞船——“神舟”六号上使用氢氧燃料电池，其电池总反应为：

2H2+O2====2H2O，电解质溶液溶质为KOH，溶剂是水，反应保持在较高温度下进行，使生成的水不断蒸发，经过一定的处理后供宇航员使用，下列关于该电池的说法中正确的是（）

A.此电池能发出蓝色火焰

B.工作时电解溶液的pH不断减小

C.H2为正极、O2为负极

D.电池放电时负极反应为：

2H2+4OH--4e-====4H2O,正极反应为：

O2+2H2O+4e-====4OH-

答案：

D

解析：

原电池是将化学能转化为电能的装置。

显然A不正确。

由于电池总反应为：

2H2+O2====2H2O,通H2的极为负极，发生的反应为：

2H2+4OH--4e-====4H2O,通入O2的极为正极，发生反应为：

O2+2H2O+4e-====4OH-。

整个过程中KOH没有消耗，而且生成的水不断蒸发，pH基本保持不变。

2.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）

A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小

C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

答案：

D

解析：

电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确。

电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H+，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，B不正确。

电解Na2SO4溶液时，析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C不正确。

电解CuCl2溶液时，Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D正确。

课堂小结：

无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应写电极反应式:

1判断：

是原电池还是电解池，电极名称，电极反应类型。

2书写：

熟记粒子放电顺序，满足电荷守恒。

3兼顾：

即注意介质，考虑介质中的微粒是否参与电极反应。

4检验：

即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒。

5无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是：

1判断，②书写，③兼顾，④检验。

①判断：

即准确判断电解池的电极名称和电极反应类型。

判断方法

阳极

阴极

与电源连接方式

与电源正极相连

与电源负极相连

电子流动方向

电子流出

电子流入

离子移动方向

阴离子移向

阳离子移向

反应类型

氧化反应

还原反应

电极现象

溶解或产生有色气体

析出金属或产生氢气

②书写：

即在确认电极材料的基础上，准确书写电极反应式和总反应式。

这是学生感觉最难的地方，要突破这一点，需掌握以下步骤：

记住粒子放电顺序，便可正确书写两极反应物、得失电子状况、产物；书写电极反应式时，要满足电荷守恒，同一个装置的两个电极反应式还要特别注意电子守恒③兼顾：

即注意介质。

考虑介质中的微粒是否参与电极反应。

6④检验：

即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒。

7注意水等弱电解质在反应式中的书写：

H2O在电极反应中可拆成H＋、OH－，但总反应中必须写成H2O（类似离子方程式的书写）的形式；电极反应加和起来是否与总反应式相符。