摘要:原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是原電池知識(shí)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),又是考試的熱點(diǎn)。書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式是原電池原理的進(jìn)一步深化和發(fā)展,同時(shí)又能促進(jìn)對(duì)原電池原理的掌握。

　　關(guān)鍵詞:原電池;電極反應(yīng);正負(fù)極

　　原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是原電池知識(shí)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),又是考試的熱點(diǎn)。書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式是原電池原理的進(jìn)一步深化和發(fā)展,同時(shí)又能促進(jìn)對(duì)原電池原理的掌握。

　　那么怎樣才能寫(xiě)好原電池的電極反應(yīng)式呢?掌握技巧至關(guān)重要。

　　一、正確判斷原電池的正負(fù)極

　　原電池的正負(fù)極的判斷是正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的前提,正負(fù)極的判斷通常有如下幾種方法:

　　1.由兩電極材料的相對(duì)活潑性確定:相對(duì)活潑性較強(qiáng)(針對(duì)電解質(zhì)溶液而言)的金屬為負(fù)極(一般情況下,負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液要發(fā)生反應(yīng)),相對(duì)活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俚葹檎龢O。如:Mg-Al-HCl溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Mg;但Mg-Al-NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Al。(想一想,在A(yíng)l-Cu-濃硝酸形成的原電池中的正負(fù)極分別是什么?在A(yíng)l-Cu-稀硝酸形成的原電池中的正負(fù)極分別是什么?)

　　2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定:一般可以根據(jù)電極附近指示劑(如酚酞、石蕊、濕潤(rùn)的KI-淀粉等)的顯色情況來(lái)分析推斷該電極發(fā)生的反應(yīng)情況:是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng),是H+還是OH-或I-等放電,從而確定正、負(fù)極。如用酚酞作指示劑,則溶液變紅色的那一極附近溶液的性質(zhì)為堿性,是H+(或O2和H2O)放電導(dǎo)致c(OH-)>c(H+),發(fā)生還原反應(yīng),故這一極為正極。

　　3.由電極變化情況確定:發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的電極為負(fù)極。若某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少,該電極發(fā)生氧化反應(yīng),則此電極為負(fù)極;若某一電極上有氣體產(chǎn)生或電極的質(zhì)量不斷增加,該電極發(fā)生還原反應(yīng),則此電極為正極。如:Zn-Cu-H2SO4溶液構(gòu)成的原電池中,Cu電極上會(huì)產(chǎn)生很多氣泡(H2),則Cu為此原電池的正極。

　　4.根據(jù)電子流動(dòng)方向、電流方向、溶液中離子的移動(dòng)方向或其它提示來(lái)判斷原電池的正、負(fù)極等等。

　　二、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的注意事項(xiàng)

　　原電池的正負(fù)極一旦確定,則原電池的電極反應(yīng)式也隨之確定。但書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)還需注意以下幾點(diǎn):

　　1.正負(fù)電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目保持相等。例如Al-Cu-CuSO4構(gòu)成的原電池的正極反應(yīng)可表示為:3Cu2++6e-=3Cu,負(fù)極反應(yīng)式為:2Al-6e-=2Al3+。

　　2.看負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子能否共存,若不能共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子也要寫(xiě)入負(fù)極的電極反應(yīng)式中。如Zn-Ag-KOH溶液構(gòu)成的原電池中,因Zn失去電子生成的Zn2+能與OH-反應(yīng),故負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。

　　3.要注意電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。當(dāng)正極上的反應(yīng)物質(zhì)為O2時(shí),若溶液為堿性或中性時(shí),電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+,電極反應(yīng)式只能為O2+2H2O+4e-=4OH-;若溶液為酸性時(shí),電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-。

　　電極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-=2H2O

　　三、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)步驟

　　掌握原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法是關(guān)鍵,現(xiàn)以CH4-O2-KOH燃料電池為例來(lái)談?wù)勗�電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)步驟:

　　1.寫(xiě)出原電池反應(yīng)的總化學(xué)方程式,如果是離子反應(yīng)要改寫(xiě)成離子方程式。本題的原電池的總反應(yīng)為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,離子方程式為:CH4+2O2+

　　2OH-=CO32-+3H2O

　　2.根據(jù)總化學(xué)方程式并按照電子得失情況,分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng):

　　氧化反應(yīng):CH4-8e-→CO32-

　　還原反應(yīng):2O2+8e-→4OH-

　　3.氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,同時(shí)要注意介質(zhì)的參與。該原電池的電極反應(yīng)為:

　　正極反應(yīng):2O2+8e-+4H2O→8OH-

　　負(fù)極反應(yīng):CH4-8e-+10OH-→CO32-+7H2O

　　4.總的化學(xué)方程式是正負(fù)極電極反應(yīng)式相加的結(jié)果,反過(guò)來(lái)也可以用總方程式減去已知的任何一電極的電極反應(yīng)式就得到另一電極的電極反應(yīng)式。

　　另外,我們寫(xiě)好原電池的電極反應(yīng)式后,還要檢查是否符合質(zhì)量守衡、電荷守衡和電子得失守衡等規(guī)律。

　　四、加減法書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式

　　不少原電池的電極反應(yīng)式較為復(fù)雜,很多同學(xué)在書(shū)寫(xiě)時(shí)不知道如何下手。這里向大家介紹一種書(shū)寫(xiě)技巧,即用加減法書(shū)寫(xiě)原電池的電極反應(yīng)式。其基本方法為總反應(yīng)方程式減去一電極反應(yīng)式得到另一電極反應(yīng)式。我們的任務(wù)是先寫(xiě)出總反應(yīng)的方程式和較簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式,兩者相減可得到較復(fù)雜的電極反應(yīng)式。

　　如:熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)?制得在650℃下工作的燃料電池。已知負(fù)極電池反應(yīng)式:2CO+2CO32--4e-→4CO2。則該電池的正極反應(yīng)式為

　　。

　　解題過(guò)程中直接書(shū)寫(xiě)正極的電極反應(yīng)相當(dāng)困難,而總反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)比較容易,在此不妨打破常規(guī),進(jìn)行逆向思維。先寫(xiě)出難度較小的總反應(yīng)式,再根據(jù)題給條件的負(fù)極電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)正極反應(yīng)式。由于負(fù)極氣和陰極氣反應(yīng)后生成CO2不和Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物反應(yīng),所以總反應(yīng)式就是2CO+O2=2CO2-。用其減去負(fù)極反應(yīng)式(2CO+2CO32-→4CO2+4e-),就能得到正極電極反應(yīng)式為:O2+4e-+CO2→CO32-。

　　作者：李成剛

　　

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1001039.html

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