有水参与的电极反应式的书写总结

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== 2 H₂↑+ 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==2 H₂↑+ 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==2 H₂↑+ 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。