高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)重難點(diǎn)三電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方

1、重難點(diǎn)三 電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式電極反應(yīng)方程式的書寫步驟：1首先判斷原電池的正負(fù)極如果電池的正負(fù)極判斷失誤，則電極反應(yīng)必然寫錯(cuò)一般來說，較活潑的金屬失去電子，為原電池的負(fù)極，但不是絕對(duì)的如鎂片和鋁片插入氫氧化鈉溶液中組成的原電池雖然鎂比鋁活潑，但由于鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)失去電子被氧化，因而鋁是負(fù)極，此時(shí)的電極反應(yīng)為：負(fù)極：2Al-6e-2Al3+正極：6H2O+6e-6OH-+3H2 或 2Al3+2H2O+6e-+2OH-2AlO2-+3H2再如，將銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸中組成原電池時(shí)，由于鋁在濃硝酸中發(fā)生了鈍化，銅卻失去電子是原電池的負(fù)極被氧化，此時(shí)的電極反應(yīng)為：負(fù)極：Cu-2e-Cu

2、2+正極：2NO3-+4H+2e-2NO2+2H2O2要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性在正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系如氫-氧燃料電池就分酸式和堿式兩種，在酸性溶液中的電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2-4e-4H +正極：O2+4H+4e-2H2O如果是在堿性溶液中，則不可能有H+出現(xiàn)，同樣在酸性溶液中，也不能出現(xiàn)OH-由于CH4、CH3OH等燃料電池在堿性溶液中，碳元素是以CO32-離子形式存在的，故不是放出CO23還要注意電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目在同一個(gè)原電池中，負(fù)極失去電子的總數(shù)一定等于正極得到電子的總數(shù)，所以在書寫電極反應(yīng)式時(shí)，要注意電荷守恒這樣可避免在有關(guān)計(jì)算時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤或誤差，也可

3、避免由電極反應(yīng)式寫總反應(yīng)方程式或由總方程式改寫電極反應(yīng)式時(shí)所帶來的失誤4抓住總的反應(yīng)方程式從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池而兩個(gè)電極相加即得總的反應(yīng)方程式所以對(duì)于一個(gè)陌生的原電池，只要知道總的反應(yīng)方程式和其中的一個(gè)電極反應(yīng)式，就可寫出另一個(gè)電極反應(yīng)式【重難點(diǎn)點(diǎn)睛】原電池正、負(fù)極電極反應(yīng)式的書寫技巧：（1）先確定原電池的正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同電子數(shù)目的得失； （2）注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH-

4、；若電解質(zhì)溶液為酸性，則H+必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成H2O；若在熔融鹽電解質(zhì)中反應(yīng)，則O2可能得電子變成O2-； （3）正負(fù)電極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總方程式，若能寫出已知電池反應(yīng)的總方程式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到比較難寫的電極反應(yīng)式?！局仉y點(diǎn)指數(shù)】 【重難點(diǎn)考向一】 原電池電極反應(yīng)式的書寫【例1】原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)下列說法中正確的是()A由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+B由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+C由Al、Mg、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極

5、反應(yīng)式為：Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2OD由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池中，負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e-=Al3+【答案】C【重難點(diǎn)點(diǎn)睛】考查電極反應(yīng)式的書寫，正確判斷正負(fù)極是解本題關(guān)鍵，原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，再結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫電極反應(yīng)式，注意不能單純根據(jù)金屬的活潑性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)?！局仉y點(diǎn)考向二】 燃料電池電極反應(yīng)式書寫【例2】科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以硫酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電電池負(fù)極反應(yīng)為()AH2+2OH-2e-=2H2O BO2+4H+4e-=2H2OCH2-2e-=2H+ DO2+2H

6、2O+4e-=4OH-【答案】C【名師點(diǎn)睛】考查電極反應(yīng)，氫氣具有還原性，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，則負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，負(fù)極反應(yīng)為H2=2H+2e-，正極反應(yīng)O2+4H+4e-=2H2O?！局仉y點(diǎn)考向三】 電解池電極反應(yīng)【例3】用石墨做電極，電解氯化銅和氯化鈉的混合溶液，在任何情況下，陰、陽兩極下不可能同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是()A陰極：2H+2e-H2陽極：4OH-4e-2H2O+O2B陰極：2H+2e-H2陽極：2Cl-2e-Cl2C陰極：Cu2+2e-Cu陽極：4OH-4e-2H2O+O2D陰極：Cu2+2e-Cu陽極：2Cl-=2e-Cl2【答案】C【解析】A當(dāng)氯離

7、子和銅離子全部電解放電后電解的是水；陰極：Cu2+2e-=Cu、2H+2e-=H2；陽極：2Cl-2e-=Cl2、4OH-4e-=2H2O+O2，故A可以同時(shí)發(fā)生，故A不選；B銅離子放電后，陽極還有氯離子放電；陰極：Cu2+2e-=Cu、2H+2e-=H2，陽極：2Cl-2e-=Cl2，故B可以同時(shí)發(fā)生，故B不選；C溶液中氯離子濃度大于銅離子濃度，氯離子放電完全時(shí)銅離子已全部得到電子放電；陰極：Cu2+2e-=Cu、2H+2e-=H2，陽極：2Cl-2e-=Cl2，故C不可以同時(shí)發(fā)生，故C選；D開始時(shí)陽極氯離子放電，陰極銅離子同時(shí)放電；陰極：Cu2+2e-=Cu，陽極：2Cl-2e-=Cl2，

8、故D可以同時(shí)發(fā)生，故D不選；故選C。【名師點(diǎn)睛】考查混合電解的原理應(yīng)用，主要考查了離子放電順序的應(yīng)用，混合電解時(shí)，溶液中的離子按照氧化性和還原性強(qiáng)弱的順序進(jìn)行放電，離子物質(zhì)的量不同電解情況不同，但總的原則是兩極電子守恒是計(jì)算和判斷的關(guān)鍵?！局仉y點(diǎn)考向四】【例4】鋅-溴蓄電池的充、放電的電池總反應(yīng)為Zn2+2Br- Zn+Br2，下列各反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+；Br2+2e-=2Br-；2Br-2e-=Br2；Zn2+2e-=Zn，其中充電的陽極和放電的負(fù)極的反應(yīng)分別是()A B C D【答案】D【名師點(diǎn)睛】考查原電池原理和電解池原理，充電時(shí)，該裝置是電解池，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；放電時(shí)

9、，該裝置是原電池，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析。1一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水(l)和二氧化碳該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()ACH3OH(g)+O2(g)-2e-H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)BO2(g)+4H+(aq)+4e-2H2O(l)CCH3OH(g)+H2O(l)-6e-CO2(g)+6H+(aq)DO2(g)+2H2O(l)+4e-4OH-(aq)【答案】C【解析】該原電池負(fù)極上甲醇失電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH(g)+H2O(l)-6e-CO2(g)+6H+(aq)；正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式

10、為O2(g)+4H+(aq)+4e-2H2O(l)，故選C。【名師點(diǎn)睛】考查電極反應(yīng)式的書寫，為高頻考點(diǎn)，所有的燃料電池都是原電池，燃料電池負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫電極反應(yīng)式，該原電池負(fù)極上甲醇失電子生成二氧化碳和氫離子，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，據(jù)此分析解答。2下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是()A堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-=4OH-B粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+C用惰性電極分別電解熔融氯化鈉和飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式均為：2Cl-

11、2e-=Cl2D鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的正極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+【答案】C3下列電極反應(yīng)式正確的是()A以惰性材料為電極，KOH溶液為電解質(zhì)構(gòu)成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+B銅、鋅在稀硫酸溶液中構(gòu)成原電池，正極反應(yīng)式為2H+2e-=H2C以銅為電極將2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)成原電池，正極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+D以鋁、鐵為電極，在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+【答案】B【解析】A以惰性材料為電極，KOH溶液為電解質(zhì)構(gòu)成的氫氧燃料電池，在負(fù)極上是氫氣失電子的反應(yīng)H2-2e-+2OH-=2H2O，故A錯(cuò)誤；B銅、鋅在稀硫酸溶液中構(gòu)

12、成原電池，正極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)2H+2e-=H2，故B正確；C將2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)成原電池，則金屬銅是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，故C錯(cuò)誤；D以鋁、鐵為電極，在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生在金屬鋁和氫氧化鈉之間，負(fù)極反應(yīng)式為4OH-+Al-3e-=Al(OH)4-，故D錯(cuò)誤；故選B。4化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是()A鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe-2e-Fe2+B氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-4OH-C氯堿工業(yè)中，陽極的電極反應(yīng)式：2Cl-2e-Cl2D粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，陽極反應(yīng)式：Cu-2e-Cu2+【答案】C5下列各項(xiàng)正確的是() 電極反應(yīng)式出現(xiàn)環(huán)境AO2+2H2O+4e-4OH-堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)B4OH-4e-2H2O+O2弱酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕C2H+2e-H2用惰性電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng)DH2-2e-2H+用惰性電極電解H2SO4的陽極反應(yīng)【答案】C【解析】A堿性條件下氫氧燃料電池中，負(fù)極上氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為2