1、电化学中陌生电极反应式的书写电化学中陌生电极反应式的书写年份2020201920182017题号全国12、27;全国28全国11题;全国第11题;天津7题;江苏16题全国第11题;全国11题;全国第12题;天津10题;江苏20题全国12题;全国27题;全国13题;天津6题;北京27题素养剖析电化学中陌生电极反应式的书写,很好地体现了化学学科中的宏观辨识和微观探析的化学素养要求,突出考查了变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知能力。是近几年高考中每年必考内容,题目的问题情境新,常考常新,电极反应式、电池反应式书写区分度大,是高考的高频考点,也是一个难点【解题策略】电池电极反应式书写的四个注意点1
2、.判断正负极负极判断要点:活泼金属、发生氧化反应、失电子、化合价升高等,正极反之。判断本质:被氧化的为负极,被还原的是正极。增分点一原电池中陌生电极反应式的书写2.注意酸碱性电极反应是在一定环境中发生的,一般分非水环境(熔融)和水溶液。非水环境中,物质得失电子后可以直接导电。水环境中一定注意溶液的酸碱性,如碱性环境中,如果生成氢离子要和氢氧根离子结合生成水,酸性气体和氢氧根离子反应生成酸根离子,金属离子可以与氢氧根离子生成氢氧化物;同理,酸性环境中,氧气得电子会与氢离子结合生成水。3.留心电子数同一电池反应中,负极失电子总数等于正极得电子总数,在书写电极反应时,要留心正负两极得失电子数相等。避
3、免在利用电极反应式叠加得到总反应,或总反应与其中一极反应相消得到另一极反应时产生错误。4.抓住总反应电池反应一般都是自发进行的氧化还原反应,在书写电极反应时,有时未必能直接写出某一极反应式,对于陌生的电极反应,写出其中一极反应式和总反应式,然后利用两式相消,是得出另一极反应式的常用方法。例1 将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作极,表面发生的电极反应为。正CO2+2H+2e-=HCOOH【信息解读】确定电极确定反应物、产物写残缺电极反应式根据质量守恒、电荷守恒补充根据题目信息中离子流向,推出
4、b电极为正极反应物是二氧化碳,产物是甲酸CO2+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH正极2e-变式题 2020潍坊模拟石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而研发的新型可充放电电池,其反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如图所示。下列关于该电池的说法正确的是()A.充电时,Li+嵌入LiCoO2中B.放电时,LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+C.放电时负极反应为Li-e-=Li+D.充电时,若转移1mole-,石墨烯电极质量增加7gD解析根据电池反应式可知,负极反应式为LixC6
5、-xe-=C6+xLi+,正极反应式为Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2,B、C错误;充电时,阴极、阳极反应过程与负极、正极反应过程正好相反,石墨烯为阴极,Li+发生还原反应生成LixC6,则Li+向石墨烯移动,LiCoO2极发生Li+脱嵌,故A项错误;充电时,石墨烯电极的电极反应式为C6+xLi+xe-=LixC6,根据关系式xe-C6LixC6电极增加的实际质量为锂元素的质量,所以若转移1mole-,电极质量增加1mol7gmol-1=7g,故D项正确。【解题策略】书写电解池中电极反应式“三看”和“三注意”1.“三看”(1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属
6、一定被电解(注:Fe生成Fe2+)。(2)二看介质,介质是否参与电极反应。(3)三看是否有特殊信息,如溶液的酸碱性、熔融盐等。增分点二电解池中陌生电极反应式的书写2.“三注意”(1)一注意化学用语的正确使用:书写电解池中某一电极反应式时,一般以实际放电离子表示,但是书写总反应式时,弱电解质写成化学式。(2)二注意遵循守恒原则:电极反应式等号两边满足元素守恒、带电荷总数守恒;阴、阳极电子转移数目相同。(3)三注意条件:书写总反应式时需注明条件“电解”。例2 水是“生命之基质”,是“永远值得探究的物质”。以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8,再与水反应得
7、到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循环使用。阳极的电极反应式是。制备H2O2的总反应方程式是。2H2OH2O2+H2【信息解读】不参与氧化判断电极性质、特点反应特点写电极反应式据信息,可知是惰性电极,电极反应O元素化合价变化,可知发生反应(1)写出电解时阴极的电极反应式:。变式题 将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。(2)电解过程中,Na2PbCl4电解液浓度不断减小,为了恢复其浓度,应该向(填“阴”或“阳”)极室加入(填化学式)。变式题 将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbC
8、l4的电解液,电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。阴PbOB2.为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气,我国科学家设计了一种装置(如图所示),实现“太阳能电能化学能”转化,总反应为2CO2=2CO+O2,下列有关说法不正确的是()A.该装置属于电解池B.X极发生氧化反应,Y极发生还原反应C.人体呼出的水蒸气参与Y极反应:CO2+H2O+2e-=CO+2OH-D.X极每产生标准状况下22.4L气体,有2mol的OH-从Y极移向X极D解析A项,该装置实现“太阳能电能化学能”转化,将电能转化为化学能的装置为电解池,正确;B项,根据图中电子的流向“XY”可知,X极为阳极,失电子发生氧化反应,
9、Y为阴极,得电子,发生还原反应,正确;C项,Y为阴极,根据总反应可知,阴极为CO2得电子,生成CO,电极反应为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-,正确;D项,X极为阳极,OH-放电生成氧气,电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2,生成1molO2,阳极有4molOH-放电,根据溶液电中性原理,X电极区阴离子减少,则会有4molOH-从Y极透过阴离子交换膜移向X极,使得溶液保持电中性,错误。负极反应式为;正极反应式为。3.(1)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH作电解质。N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O000解析根据装置可知N2H4N2为氧化反应,在负极上发生反应。O2+4e-+2H2O=4OH-(2)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+Mg=Mg2+2Ag+2Cl-。负极反应式为;正极反应式为。Mg-2e-=Mg2+2AgCl+2e-=2Ag+2Cl-
