【2026版化学高考步步高大二轮专题复习讲义广东专用版专题四微点突破5电极反应式的书写和电化学计算

1.分析电化学装置的物质变化，书写电极反应式

(1)确定装置类型

原电池：外接用电器、电流表、负载等；

电解池：外接电源或题干给出信息；

二次电池：放电为原电池、充电为电解池。

(2)“四步法”书写电极反应式

2.已知总反应式，书写电极反应式

(1)书写三步骤

步骤一：根据电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne^-)。

步骤二：找出正(阴)、负(阳)极，失电子的电极为负(阳)极；确定溶液的酸碱性。

步骤三：写电极反应式。

负(阳)极反应：还原剂-ne^-===氧化产物

正(阴)极反应：氧化剂+ne^-===还原产物

(2)书写技巧

若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写出的电极反应式。

3.守恒法在电化学计算中的应用

(1)电子守恒和电荷守恒列关系式

①电子守恒：两极得失电子数相等。

②电荷守恒：1个电子对应1个正电荷(或负电荷)。

③常用关系式：O₂~4e^-~4Ag~2Cu~2H₂~2Cl₂~4OH^-~4H⁺~Mⁿ⁺。

(2)几个注意问题

①涉及气体体积相关计算时，必须注明标准状况。

②计算含交换膜电化学装置中某一区域的质量变化时，注意离子的迁移。

1.[2024·浙江1月选考，19(1)]某研究小组采用电化学方法将CO₂转化为HCOOH，装置如图。电极B上的电极反应式是。 

答案　CO₂+2e^-+2H⁺===HCOOH

解析电极B是阴极，则电极反应式是CO₂+2e^-+2H⁺===HCOOH。

2.[2023·北京，16(3)]近年研究发现，电催化CO₂和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO₃溶液通CO₂至饱和，在电极上反应生成CO(NH₂)₂，电解原理如图所示：

①电极b是电解池的极。 

②电解过程中生成尿素的电极反应式是。 

答案①阳　②2N+16e^-+CO₂+18H⁺===CO(NH₂)₂+7H₂O

解析①电极b上发生H₂O失电子生成O₂的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式。

3.[2023·湖南，17(2)]工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH₃)₃的工艺流程如下：

已知：金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8 ℃。

“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40~45 ℃的原因是， 阴极的电极反应式为。 

答案　确保生成的Ga为液体，便于从出料口流出　[Ga(OH)₄]^-+3e^-===Ga+4OH^-

解析镓的熔点为29.8℃，电解精炼温度需高于镓的熔点，因此电解池温度控制在40~45℃。Ga和Al性质相似，电解精炼过程中粗镓在阳极失电子产生的Ga³⁺在NaOH溶液中形成[Ga(OH)₄]^-，[Ga(OH)₄]^-在阴极得电子被还原为Ga，故阴极反应为[Ga(OH)₄]^-+3e^-===Ga+4OH^-。

4.[2024·北京，16(3)]研究表明可以用电解法以N₂为氮源直接制备HNO₃，其原理示意图如下。

①电极a表面生成的电极反应式：。 

②研究发现：N₂转化可能的途径为N₂。电极a表面还发生ⅲ.H₂O→O₂。ⅲ的存在，有利于途径ⅱ，原因是。 

答案①N₂+6H₂O-10e^-===2N+12H⁺②反应ⅲ生成O₂，O₂将NO氧化成NO₂，NO₂更易转化成

解析①电极a上N₂，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为N₂+6H₂O-10e^-===2N+12H⁺。

5.[2024·浙江6月选考，19(4)]氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是。 

该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗H₂体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为。[已知：该条件下H₂的摩尔体积为24.5 L·mol^-1；电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s)；N_A=6.0×10²³ mol^-1；e=1.60×10^-19C。] 

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