电解池电极方程式书写教案和练习

电化学反应方程式的书写方法

一. 书写要遵循的原则：

无论原电池还是电解池，其电极反应均是氧化还原反应，因此电极方程式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒，两电极反应方程式相加得电池总反应方程式；已知一电极反应方程式，则电池总反应方程式减去该电极反应方程式，即得另一电极反应方程式。

二. 电化学反应方程式的书写方法

1. 正确判定两个电极和电极反应物，电极反应式要符合守恒规律。

例1. 电解原理在化学中有广泛应用。下图表示一个电解池，a为电解液；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是

________________________。

（2）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用溶液，则

①X电极的材料是______________，电极反应式为_____________；

②Y电极的材料是______________，电极反应式为_____________。

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

分析：本题要求用电解原理设计两个电解池，a为电解液；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。对（1）：阳极的放电能力比强，生成；阴极X极，阳离子

的放电能力比强，生成；溶液中溶质为，使酚酞变红。

对（2）：为电解精炼池，阳极Y极为粗铜溶解极，放电；阴极X极为析出极，

放电。

答案：（1）①放出气体，溶液变红

②把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色

（2）①纯铜②粗铜

2. 正确处理电化学反应中的非氧化还原反应。

例2. 宇宙飞船中的氢氧燃料电池，其电池反应为：。试写出电解质溶液为盐酸或KOH溶液的电极反应方程式。

分析：和之间的氧化还原反应为：

分解：；

在酸性溶液（如盐酸）中，稳定存在，必然与结合为水（非氧化还原反应）；

在碱性溶液（如KOH溶液）中，必然与结合为水，必然与结合为（非氧化还原反应）。

答案：盐酸作电解质溶液时

负极反应：；正极反应：

KOH溶液作电解质溶液时

负极反应：；正极反应：

3. 在电解池中，溶液中离子浓度的改变有时可导致离子的放电顺序改变。

例3. 工业上用和KOH为原料制取高锰酸钾，主要生产过程分两步进行；第一步，将

和KOH固体粉碎，混合均匀，在空气中加热熔化，并连续搅拌，制取；第二步，将的浓溶液进行电解，制取。

（1）制取的是这一氧化还原反应的___________剂（填“氧化”或“还原”），“连续搅拌”的作用是________________。

（2）电解的浓溶液时，两极发生的电极方程式为：阴极是______________，阳极是_______________，电解总的方程式为_____________________。

解析：（2）的浓溶液中，在阴极，阳离子放电能力大于；在阳极，常规应该是放电，因的浓度远大于而且题目中已提示制取高锰酸钾，所以放电，而不放电。则答案为：

（1）还原连续搅拌，使在KOH存在条件下与充分接触，发生氧化还原反应

（2）

再如电解溶液时，酸性溶液中放电，当的浓度很小时，则放电。如镀锌操作中，用粗锌作阳极，镀件作阴极，饱和溶液作电解液，则放电。

4. 可充电池是联系原电池和电解池的桥梁，它也是电化学部分的重要考点。

在书写可充电池电极反应式时，首先要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池；原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。

例4. 已知，铅蓄电池总的化学方程式为：

镍镉碱性充电电池在放电时，正极反应：

负极反应：

铜蓄电池使用（放电）一段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变；镍镉碱性充电电池使用（放电）到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，回答下列问题：

(1)铅蓄电池放电时的负极反应式为：____________；充电时的阳极反应式为_____________。

（2）镍镉电池充电时总反应方程式为：____________________。

（3）上述两种电池使用一段时间后，一个内阻明显增大，另一个内阻几乎不变，其原因是__________________________。

解析：（1）放电为原电池，充电为电解池，负极和阳极失去电子，正极和阴极则得到电子，故Pb为负极，为阳极，电极反应式分别为：

负极：阳极：

（2）镍镉碱性充电电池在放电时总反应方程式为两电极反应相加，充电则为放电的逆反应：

（3）内阻与电极材料及电解质浓度有关，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电解质溶液中的溶质（硫酸），使电解质溶液中自由移动的离子浓度减小，导电能力降低（内阻增大），而镍镉电池在使用过程中，只消耗水，电解质溶液中自由移动的离子浓度没减小（略增大），所以导电能力几乎不变。

电解池电极反应式书写的基础练习

一．请写出下列几组常见的电解池的相关原理（以下电极材料均是石墨）

（1）离子定向移动： →阳极； →阴极。

电极反应——阳极： ；阴极： 。

总的方程式： 。

结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)，实际是电解溶质本身。电 解的结果使c(Cu 2+)减小，溶液的pH 略有增大。因为Cu 2+ +2H 2O

+（2）离子定向移动：

→阳极； →阴极；

电极反应——阳极： ；阴极： 总的方程式： 。

结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)即c(H +) ，溶液的pH 。

（3）离子定向移动： →阳极； →阴极

电极反应——阳极： ；阴极： ；总的方程式： 。

结果生成碱，电解后溶液的pH 。

（4）离子定向移动： →阳极； →阴极

电极反应——阳极： ；阴极： ；总的方程式： 。

结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸，电解后溶液的pH 。

（5）离子定向移动： →阳极； →阴极

电极反应——阳极： ；阴极： ；总的方程式： 。

结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液

的pH ，等于 。

（6）离子定向移动： →阳极； →阴极

电极反应——阳极： ；阴极： ；总的方程式： 。

结论:用惰性电极电解含氧酸实质是电解水.电解后,酸的浓度 ,

即c(H +) ,故溶液的pH 。

（7）离子定向移动： →阳极； →阴极

电极反应：阳极： ；阴极： ；

Na 2SO 4 NaCl NaOH

H 2SO 4 HCl CuSO 4 CuCl 2

总的方程式： 。

结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓度 ，c(OH －) ，

故溶液的pH 。

二、电解原理的应用

1．电解饱和食盐水 (1)电极反应

阳极反应式： (_____反应)； 阴极反应式： (_____反应)

(2)总反应方程式:2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑. 离子方程式:2Cl －＋2H 2O=====

电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑

(3)应用：氯碱工业制 、 和 。

2．电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

(1)镀件作____极，镀层金属银作____极。

(2)电解质溶液是___________________________________。

(3)电极反应：阳极： ；阴极： 。

(4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。

3．电解精炼铜

(1)电极材料：阳极为________；阴极为________。 (2)电解质溶液：含Cu 2＋的盐溶液。

(3)电极反应：阳极：_______________________；阴极：_____________________________。

4．电冶金：利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na 、Ca 、Mg 、Al 等。

(1)冶炼钠 2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑

电极反应：阳极： ，阴极：______________________________。

(2)冶炼铝 2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑

电极反应：阳极： ，阴极： 。

三．右图为以惰性电极进行电解：

(1)写出A 、B 、C 、D 各电极上的电极方程式：

A ；

B 。

C ；

D 。

(2)在A 、B 、C 、D 各电极上析出生成物的物质的量比为 。

四．对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式：

(1)甲装置中，Zn 极： ； Ag 极： 。

(2)乙装置中，Cu 极： ； Ag 极： 。

(3)丙装置中，Fe 极： ； C 极： 。

(4)丁装置中，Pt 极： ； Fe 极： 。

电解池电极反应式书写 答案

一.（1）Cl －；Cu 2＋；2C1――2e －＝C12↑；Cu 2++2e －＝Cu ； Cu 2+＋2C1―=====电解C12↑＋Cu 。

（2）Cl －；H ＋；2Cl －－2e －===Cl 2↑；2H ＋＋2e －===H 2↑； 2H +＋2C1―=====电解C12↑＋H 2↑。

减小；增大。

（3）Cl －；Na ＋；2Cl －－2e －===Cl 2↑；2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －

；

2H 2O ＋2C1―=====电解C12↑＋H 2↑＋2OH －。增大。

（4）SO 42－；Cu 2＋；2 H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋；Cu 2++2e －＝Cu ； 2H 2O ＋2Cu 2+=====电解 2Cu ＋O 2↑＋4H ＋。减小。

（5）SO 42－；Na ＋； 2 H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋； 2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －

； 2H 2O=====电解 2H 2↑＋O 2↑。不变；7。

（6）SO 42－；H ＋；2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋；2H ＋＋2e －===H 2↑；2H 2O=====电解 2H 2↑＋O 2↑。

增大；增大；减小。

（7）OH －；Na ＋；4OH －－4e －=O 2↑＋2H 2O ；2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －

；

2H 2O=====电解 2H 2↑＋O 2↑。增大；增大；增大。

二．(1)2Cl －－2e －===Cl 2↑；氧化。2H ＋＋2e －===H 2↑；还原。 (3)烧碱、氯气、氢气

2．(1)阴、阳； (2)AgNO 3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液

(3)Ag －e －===Ag ＋；Ag ＋＋e －===Ag (4)阳、阴、不变

3．(1)粗铜 纯铜 (3)Cu －2e －===Cu 2＋；Cu 2＋＋2e －===Cu 4．(1)2Cl －－2e －===Cl 2↑； 2Na ＋＋2e －

===2Na

(2)6O 2－－12e －===3O 2↑； 4Al 3＋＋12e －===4Al 三. (1)Cu 2++2e －＝Cu ； 2C1――2e －＝C12 ；4OH －－4e －＝2H 2O+O 2↑； 2Ag ++2e －

＝2Ag (2)2∶2∶4∶1

四．(1)Zn －2e －＝Zn 2＋ ；2H ＋＋2e －===H 2↑ （2）Ag ＋＋e －===Ag↓ ；Ag －e －===Ag ＋

（3）Fe －2e －＝Fe 2+； 2H ＋＋2e －===H 2↑ （4）2I ――2e －＝I 2 ；2H ＋＋2e －===H 2↑