高考化学专题之有水参与的电极反应式的书写总结.docx
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一、分析问题
对于电解有水参与的电解质溶液有两类,我们可先写出其电极反应,分析一下有H+或OH-放电的电极反应中H+或OH-的来源,进一步探究有水参与的电极反应式的书写规律。
1、电解水型(阳极为惰性电极)
⑴电解强碱溶液(如NaOH溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于NaOH的电离)
阴极反应:
2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为阴极反应的H+来自于水的电离,2H2O==2H++2OH- ①,2H++2e-=H2↑②,两式相加得2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以其阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。
若要写电解总反应式,其阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O== 2H2↑+O2↑。
⑵电解含氧酸溶液(如H2SO4溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离)
阴极反应:
2H++2e-=H2↑(H+来自于H2SO4的电离)
因为阳极反应的OH-来自于水的电离,4H2O==4H++4OH- ①,4OH--4e-=2H2O+O2↑②,两式相加得2H2O-4e-=4H++O2↑,所以其阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。
若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O==2H2↑+O2↑。
⑶电解活泼金属的含氧酸盐溶液(如Na2SO4溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离)
阴极反应:
2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为阴极、阳极反应中的H+、OH-均来自于水的电离,则上述阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。
若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2H2O==2H2↑+O2↑。
故电解上述三类电解质溶液的实质都是电解水。
2、电解盐和水型(阳极为惰性电极)
⑴电解活泼金属的无氧酸盐溶液(如NaCl溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:
2Cl--2e-=Cl2↑
阴极反应:
2H++2e-=H2↑(H+来自于水的电离)
因为上述阴极反应的H+来自于水的电离,所以其阴极反应还可以写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式。
若要写电解总反应式,其阴极反应必须写成2H2O+2e-=H2↑+2OH-的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2Cl-+2H2O==Cl2↑+H2↑+2OH-。
⑵电解不活泼金属的含氧酸盐溶液(如CuSO4溶液)
其电极反应式分别为:
阳极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑(OH-来自于水的电离)
阴极反应:
Cu2++2e-=Cu
因为上述阳极反应的OH-来自于水的电离,所以其阳极反应还可以写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式。
若要写电解总反应式,其阳极反应必须写成2H2O-4e-=4H++O2↑的形式,根据电子守恒,将阴、阳两极反应相加得电解总反应式为2Cu2++2H2O==2Cu+4H++O2↑。
故电解上述两类电解质溶液的实质都是盐和电解水。
二、总结规律
通过上述有水参与的电解质溶液的电解原理分析,其电极反应式的书写规律归纳如下:
1、在酸溶液中,阴极反应必须写成H+放电的形式,阳极反应既可写成OH-的放电形式,又可写成H2O的形式(因为OH-来自于水的电离),如上述电解H2SO4溶液的电极反应。
2、在碱溶液中,阳极反应必须写成OH-放电的形式,阴极反应既可写成的H+放电形式,又可写成H2O的形式(因为H+来自于水的电离),如上述电解NaOH溶液的电极反应。
3、在盐溶液中,有水参与的电极反应,既可写成的H+或OH-放电形式,又可写成H2O的形式(因为H+或OH-来自于水的电离),如上述电解Na2 SO4、NaCl、CuSO4溶液的电极反应。
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