【变式 2】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法： （1）酸性条件（2）、碱性条件(3) 固体电解质（高温下能传导 O2-）
（4）熔融碳酸盐（如：熔融 K2CO3）环境下 【答案】（1）酸性条件：
燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O
①
燃料电池正极反应：O2+4H++4e-=2H2O ②
2CH3OH + 2H2O－12e－= 2CO2 + 12H+
3O2 +12H+ +12e－＝6H2O
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O 2O2+4H2O+8e－=8OH－
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 2CH3OH +16OH－－12e－=2CO32－
和生成物。
要点诠释：
一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。如镁片和铝片插
入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被
氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为：
负极：2Al－6e－===2Al3+ 正极：6H2O +6e－==6OH－+3H2↑ 或 2Al3++2H2O+6e－+2OH－==2AlO2－+3H2↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，
2 3
。电池总反
应-正极电极反应式得负极反应式：CH4+4CO
2 3
-8e－=5CO2+2H2O
3
【变式 3】据报道，摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料、以 KOH 为电解质的用于手机的可 充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。关于该电池的叙述正确的是
A、放电时，正极反应为：O2 + 4e－ + 4H+=2H2O B、放电时，负极反应为：CH3OH－6e－+ 8OH－ =CO32－ + 6H2O C、充电时，原电池的负极与电源的正极相连接 D、充电时，阴极反应为：4OH－－4e－=2H2O + O2↑ 【答案】B
燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O ①
燃料电池正极反应：O2+4e-=202-
②
①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
（4）熔融碳酸盐（如：熔融 K2CO3）环境下：
电池总反应：CH4+2O2＝CO2+2H2O。正极电极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO
2H2+O2＝2H2O
2H2+4OH－－4e－＝4H2O O2+2H2O+4e－＝4OH－
2H2+O2＝2H2O
甲烷 燃料 电池
负极 正极 总反应
CH4 + 2H2O－8e－=CO2 + 8H+ 2O2 + 8H+ + 8e－＝4H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
甲醇 燃料 电池
负极 正极 总反应
5.抓住总的反应方程式 要点诠释：
1
正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式。若能写出总反应式，可以减去较易
写出的电极反应式，从而写出较难书写的电极方程式。
注意相加减时电子得失数目要相等。
Байду номын сангаас
6．常见燃料电池的电极反应式：
电极 电池
反应
酸性电解质
碱性电解质
氢氧 燃料 电池
负极 正极 总反应
2H2－4e－＝4H+ O2+4H++4e－＝2H2O
极反应式时，要注意正负极得失电子相等。这样可避免在由电极反应式写总反应方程式或由
总方程式改写电极反应式时所带来的失误。
4．电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求：
要点诠释：
①电极反应式等式的两边原子数目及电荷必须守恒。
②反应式中的难溶物、难电离的物质、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。如铅蓄
已知，电池使用 KOH 溶液做电解质溶液；原电池正极反应式为 NiOOH+ H2O ＋e－＝
4
Ni(OH)2 + OH－，负极反应式为
。
【答案】MH + OH－- e－＝M + H2O
【变式 3】天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二 氧化钴(LiCoO2)，充电时 LiCoO2 中 Li 被还原，并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，
2
【典型例题】
类型一、燃料电池的电极反应式
例 1、CH4 和 O2 在 KOH 溶液中组成燃料电池，该电池的负极反应式为_____
。
【答案】CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O
【解析】
第一步：找氧化还原反应中的对应关系：氧化剂——还原产物；还原剂——氧化产物。
即：负极：CH4（还原剂）→ CO32－ （氧化产物）。 第二步：分析电子转移的物质的量，CH4 中碳元素为－4 价，CO32－中碳元素为+4 价，1
①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（2）碱性条件：
燃料电池总反应：CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O
①
燃料电池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
②
①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4+10OH--8e-=CO
2 3
+7H2O
（3）固体电解质（高温下能传导 O2-）：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，写出放电时负极反应式和充电时阴极反
应式。
【答案】负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2；阴极：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－。 【解析】放电时负极反应式为：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2；
正极反应式为：NiOOH－e－＋H2O = Ni(OH)2＋OH-。 充电时，阳极电极反应式为：Ni(OH)2－e－ ＋OH-===NiOOH＋H2O； 阴极反应式为：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－。 【总结升华】放电是原电池反应，充电是电解过程。放电后负极变成阴极，正极变成阳
D．阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq)
【答案】A 【解析】放电时负极电极反应式应为：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)。 【变式 2】高功率 Ni/MH（M 表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如 下：
Ni(OH)2 + M
NiOOH + MH
也不能出现 OH－。
在酸性溶液中： 负极：2H2－4e－===4H+；
正极：O2 + 4H+ + 4e－=== 2H2O
在碱性溶液中： 负极：2H2－4e－+4OH— ===4H2O； 正极：O2 +2H2O + 4e－=4OH—。
3．要注意电子转移的数目
要点诠释：
在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电
要点诠释： ①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。 ② 阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有 关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律，有时会有调整。如电镀锌时，需控制条件， 使得电子能力：Zn2+＞H+ 2．在阳极：
以 LiC6 表示。电池反应为 LiCoO2+C6
CoO2+LiC6。则下列说法正确的是( )
A．放电时，电池的正极反应为 LiC6－e－==Li++C6 B．放电时，电池的正极反应为 CoO2+Li++e－==LiCoO2 C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
mol CH4 失去 8 mol 电子，即负极：CH4—8e－→ CO32－。
第三步：依据电荷原理配平以上电极反应式，缺少的物质从反应介质中寻找。因为该电
池为碱性电池，而且左右相差 10 mol 负电荷，所以应该在左边添加 10 mol OH－。即： 负极：CH4—8e－+ 10OH－ = CO32－ 第四步：配平质量守恒，使等号两边各原子数相等，等号左边有 OH－，则右边缺 H2O，
所以负极反应式为：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O 同理，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH【总结升华】也可先写出配平的总反应式：CH4+2O2+2OH—=CO32-+3H2O 和正极反应式：
O2+2H2O+4e-=4OH-，然后用前者减去后者即得出负极反应式。
举一反三：
【变式 1】若将 KOH 的碱性反应环境变为酸性环境，则该电池的负极反应式为_____
高考总复习 电极反应式的书写
【考纲要求】
1．理解原电池的工作原理并正确书写各种化学电源的电极反应和总反应方程式；
2．理解电解池的工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式。