把握實(shí)質(zhì)，走出誤區(qū)

中學(xué)化學(xué)中關(guān)于電化學(xué)部分的內(nèi)容，主要包括了原電池和電解池兩部分。不管是原電池還是電解池，其中的重點(diǎn)及難點(diǎn)包括了電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式的書寫。在方程式的書寫過程中，一些教材及資料的處理辦法是直接書寫，卻絕少談及方程式的具體書寫過程及書寫方法。這樣導(dǎo)致許多學(xué)生，甚至一些青年教師書寫起來也往往會感到困惑，力不從心?，F(xiàn)就本人在多年的從教過程中總結(jié)出來的一些經(jīng)驗(yàn)和方法展示給大家，希望能與各位同仁共享。。

在用惰性電極電解飽和食鹽水中，一般的書寫是：

陽極：2Clˉ Cl2↑+2eˉ

陰極：2H++2eˉ H2↑ 2H2O+2eˉ H2↑+2OHˉ

這個時(shí)兩極反應(yīng)方程式再相加，即可得總方程式：

2Clˉ+2H2O Cl2↑+H2↑+2OHˉ

同樣用惰性電極電解硫酸銅溶液

陽極：4OHˉ O2↑+2H2O+4eˉ（兩邊同時(shí)加4個氫離子） 2H2O O2↑+4H++4eˉ

陰極：2Cu2++4eˉ 2Cu

氫氧燃料電池中電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式的書寫比較簡單，但如果是含碳燃料，則又會如何呢？許多學(xué)生就會陷入困境。

如以甲醇為燃料，若以稀硫酸（酸性介質(zhì)）為電解質(zhì)溶液，則

正極：3O2+12eˉ+12H+ 6H2O

負(fù)極：2CH3OH+2H2O 2CO2+12H++12eˉ

總反應(yīng)方程式為：2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O

上述甲醇燃料電池的電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式，直觀來看似乎是相當(dāng)難寫的，但只要分析清楚其反應(yīng)原理，掌握了書寫規(guī)律則會變的相當(dāng)容易。這就要求，首先要清楚掌握原電池或電解池的分析步驟及其書寫方法，以下將做進(jìn)一步的展示。

不管是原電池還是電解池它們都屬于電化學(xué)，所以他們的分析問題的方法及步驟都應(yīng)該是相似的。具體分析步驟如下：

第一步：不管是在原電池還是電解池，首先應(yīng)清楚每一電極的極性，電極所帶電荷，及每一電極上所發(fā)生的反應(yīng)。

關(guān)于電極的活性，一定要看具體的電解質(zhì)溶液。應(yīng)該特別清楚，原電池中能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。另一方面，電源的正極連接的電極為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。

第二步：將池中的電解質(zhì)溶液中的所有離子分為兩組：陽離子和陰離子。

第三步：按照“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”的原則，判斷陽離子及陰離子的遷移方向，即向哪一電極移到。

第四步：判斷陽離子及陰離子在電極上放電的先后順序。一般情況下，常見陽離子的放電順序?yàn)?/p>

K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+H+Cu2+Ag+Au+

常見陰離子放電順序?yàn)椋?/p>

Fˉ含氧酸根（如SO42ˉ） OHˉ ClˉBrˉ IˉS2ˉ

第五步：書寫電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式。如在用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí)，首先電源正極連接陽極，陽極帶正電荷。而電源的負(fù)極連接陰極，陰極帶負(fù)電荷。

在燃料電池中，特別是含碳燃料，電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程的書寫相對較難，許多學(xué)生不易把握，但只要按照以下步驟來書寫，則任何難題都會迎刃而解。

第一步：寫出誰變成了什么。應(yīng)當(dāng)特別注意的是：當(dāng)電解質(zhì)溶液為酸性介質(zhì)如稀硫酸時(shí)，含碳燃料變?yōu)槎趸?。?dāng)電解質(zhì)溶液為堿性介質(zhì)時(shí)如KOH溶液時(shí)，含碳燃料變?yōu)樘妓岣x子CO3 2ˉ。

現(xiàn)以甲醇為燃料，以石墨作電極為例。

在酸性介質(zhì)中，如以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，則負(fù)極：CH3OH CO2

在堿性介質(zhì)中，如以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，則負(fù)極：

CH3OH CO3 2ˉ

第二步：根據(jù)元素化合價(jià)的變化，標(biāo)明電子的轉(zhuǎn)移情況。

第三步：根據(jù)兩邊氧原子數(shù)之差，用氫離子與水分子來調(diào)配。具體方法是：在氧原子數(shù)較多的一邊，每多一個氧原子，加上兩個氫離子，而在另一邊加多出氧原子數(shù)的水分子。

第四步：調(diào)配氫。若在第一步寫出的變化式中的化學(xué)式含氫原子，則在另一邊加上相應(yīng)數(shù)目的氫離子。

如酸性介質(zhì)中，CH3OH分子中含四個氫原子，而CO2不含氫原子，所以在上述方程式的右邊加上四個氫離子。

CH3OH+H2O CO2+2H++6eˉ+4H+

即：CH3OH+H2O CO2+6H++6eˉ

第五步：介質(zhì)調(diào)整，上述酸性介質(zhì)中的電極反應(yīng)方程式就不變了，而在堿性介質(zhì)中寫出的電極反應(yīng)方程式中，不能出現(xiàn)氫離子，只能出現(xiàn)氫氧根離子，所以在方程的兩邊同時(shí)加上與氫離子數(shù)相同的氫氧根離子。

第六步：寫正極反應(yīng)方程式

在酸性介質(zhì)中：O2+4H++4e 2H2O

堿性介質(zhì)中：將上述正極反應(yīng)方程式進(jìn)行介質(zhì)調(diào)整，即在方程式兩邊同時(shí)加上四個氫氧根離子，抵消多余的水分子，即得

O2+2H 2O+4eˉ 4OHˉ

第七步：讓正負(fù)極電子轉(zhuǎn)移守恒，方法是用最小分倍數(shù)法：給上述負(fù)極反應(yīng)方程式同時(shí)乘以2，正極方程式同時(shí)乘以3，分別得

酸性介質(zhì)：負(fù)極：2CH3OH+2H2O 2CO2+12H++12eˉ

正極：3O2+12H++12eˉ 6H2O

堿性介質(zhì)：負(fù)極：2CH3OH+16OHˉ 2CO3 2ˉ+12H2O+12eˉ

正極：3O2+6H2O+12eˉ 12OHˉ

第八步：總反應(yīng)方程式的書寫.將上述正負(fù)極電極反應(yīng)方程式相加. 在書寫燃料電池正的電極反應(yīng)方程式時(shí)，一定要把握：先看電子轉(zhuǎn)移情況，再調(diào)配氧，后調(diào)配氫，最后調(diào)整介質(zhì)的這樣一個次序，這樣才能做到有條不絮，條理有序，胸有成竹，心中有數(shù)。

總之，在學(xué)習(xí)電化學(xué)過程中的電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式時(shí)，只要我們認(rèn)真觀察，細(xì)致研究，把握實(shí)質(zhì)，明辨是非，走出誤區(qū)，那么一切問題將會迎刃而解。