电极反应式的书写原则

有关电极反应式的书写原则

一、加和性原则

根据得失电子守恒，总反应式应为两极反应式之和，若已知一个电极反应式，可用总式减去已知的电极反应式，得另一电极反应式；反之，如果已知两个电极反应式，则它们之和就是总反应式。

例1熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电极反应式：

阳极反应式：2CO+2CO32---==== 4CO2+4e---

阴极反应式：_______________________，总反应式：________________________。

解析：在解题时，习惯上总是按题号顺序从前到后依次进行解答，但此题会遇到很大的困难，这是不妨打破常规，进行逆向思维。先写出难度较小的总反应式，再写出阴极反应式。由题意可知阳极气和阴极气反应生成CO2，而CO2又不与Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物反应，所以总反应式为2CO+O2=== 2CO2，同时又知阳极反应式，根据加和性原则可得阴极反应式：

2CO+O2=== 2CO2

(2CO+2CO32---==== 4CO2+4e---)

O2+4e---+2CO2====2CO32---

二、是否共存原则

电极反应式的书写必须考虑介质环境，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。

例2 已知原电池总反应式为CH4+2O2===CO2+2H2O，(1)电解质溶液为KOH时，(2)电解质溶液为H2SO4时，分别写出该原电池的电极反应式。

解析：根据原电池总反应式可知，在反应中CH4被氧化，O2被还原，则CH4应在负极参加反应，O2应在正极参加反应。又根据是否共存原则，碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H+参加反应，故负极反应式：CH4—8e---+10OH---==== CO32---+ 7H2O，正极反应式：O2+2H2O+4e---====4OH---。若电解质溶液换成酸性溶液，根据是否共存原则，不可能有OH---参加或生成，负极反应式：CH4—8e---+2H2O=== CO2+8H+，正极反应式：O2+4e---+ 4H+==2H2O。

三、加氧失氧原则

1、加氧时，就在反应物中加H2O或OH---

a、在中性或碱性溶液中加OH---（2OH---H2O+O2---）

如钮扣电池以KOH为电解质溶液，其总反应式：Zn+Ag2O==2Ag+ZnO，根据加氧原则，负极反应式：Zn—2e---+2OH---== ZnO+H2O

b、在酸性溶液中加H2O（H2O 2H+ +O2---）

如铅蓄电池以硫酸为电解质溶液，其充电时，总反应式为：2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2

+2H2SO4，其阳极反应式：PbSO4+2H2O—2e---== PbO2+ SO42---+ 4H+

2、失氧时应在反应物中加H2O或H+

a、在中性或碱性溶液中加H2O（H2O+O2---2OH---）

如钮扣电池（碱性）正极反应式：Ag2O+2e---+H2O==2Ag+2OH---

b、在酸性溶液中加H+（2H++O2--- H2O）

如铅蓄电池在放电时的总电极反应式：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，其正极反应式：PbO2+ 2e---+SO42---+ 4H+=== PbSO4+2H2O

四、中性吸氧反应生碱原则

在中性电解质溶液环境中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。

例31991年，我国首创以铝、空气、海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯，这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍，试写出该电池正负极的电极反应式。

解析：此原电池在海水这个中性环境中通过铝吸氧而建立起来的，其负极反应式：Al—3e---===Al3+，正极反应式：O2+2H2O+4e---====4OH---，除此之外，如锌电池，铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则。

五、自发性原则

如果以较活泼金属（金属活动性顺序表Pt 以前）作原电池的电极材料，一般以能自发的与电解质溶液起反应的电极材料作负极，如果正负极都能与电解质溶液起反应，则较活泼的电极材料作负极。

例4 如图所示，Mg、Al用导线连接后分别浸入不同的电解

质溶液中，均可形成原电池，请分别写出电解质溶液为(1)稀硫酸，(2)浓氢氧化钠溶

液时的电极反应式。

解析：(1)电解质溶液为稀硫酸时，Mg、Al都能与稀硫酸反应，但Mg比Al活

泼，所以Mg作负极，Al作正极，故电极反应式为：负极：Mg—2e---=== Mg2+，正

极：2H++2e---===H2↑。

(2)电解质溶液换为NaOH溶液时，Mg不能与NaOH溶液自发的进行反应，而

Al是两性金属，能与NaOH溶液起反应，所以该原电池装置中Al作负极，Mg作正极，再结合是否共存原则，相应的电极反应式：负极：Al+4OH---—3e---==AlO2---+2H2O，正极：2H2O+2e---==H2↑+2OH---。

六、竞争性原则

1、阳极产物判断

首先看电极，当以较活泼金属（除Pt、Au）作电解池的阳极材料时，则电极材料失电子，电极被溶解；如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要看溶液中的阴离子的失电子能力。阴离子的放电顺序：S2--->I--->Br--->Cl--->OH---> 含氧酸根离子>F---

2、阴极产物的判断

直接根据阳离子的放电顺序进行判断，阳离子的放电顺序：Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>Pb2+> H+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+ > Mg2+>Na+>Ca2+>K+

能性例5 电解原理在化学工业中有广泛应用，右图表示一个电解池，装有电解液

a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同

时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为________。在X极附近观察到的现象是

_________。

②Y电极上的电极反应式为_____________，检验该电极反应产物的方法

_________。

(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则

①X电极的材料是____________，电极反应式_____________________。

②Y电极的材料是____________，电极反应式_____________________。

（说明：杂质发生的电极反应式不必写出）

解析：(1) X电极与电源的负极相连为阴极，则Y为阳极，电极材料又为惰性电极。根据竞争性原则，阳离子放电顺序：H+>Na+，故X极反应式：2H++2e---===H2↑，阴离子放电顺序：Cl--->OH---，故Y极反应式：2Cl---—2e---== Cl2↑。

(2) 电解精炼粗铜，以粗铜为阳极，精铜为阴极，所以X电极的材料为精铜，Y电极的材料为粗铜。根据竞争性原则，Y电极的反应式：Cu—2e---=== Cu2+，阳离子的放电顺序：Cu2+>H+，X电极的反应式：Cu2++2e---=== Cu

上述的6个原则中，1~3适用于原电池和电解池，4~5只适用于原电池，最后一个仅适用于电解池，掌握这6个原则以外，我们还要十分清楚一点，原电池正极和电解池阴极所发生的是还原反应，反之，原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。如果能很好的掌握上述这两点，那么在将来的考试中对于电极反应式的书写及相关的问题，将会迎韧而解。