原電池電極反應(yīng)式書寫誤區(qū)及正確書寫方法

摘要：中學(xué)化學(xué)中關(guān)于原電池及化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫和有關(guān)判斷，一直是高考命題的熱點(diǎn)，由于這部分知識(shí)有非常好的各種化學(xué)電源為切入點(diǎn)，有很好的命題情景和知識(shí)情景，因此此類題成為命題專家的熱門題材。

關(guān)鍵詞：原電池；電極；誤區(qū)

這部分知識(shí)原理簡(jiǎn)單易懂，學(xué)生在書寫電極反應(yīng)式時(shí)卻易入誤區(qū)導(dǎo)致電極反應(yīng)式書寫出錯(cuò)，常見情況歸納為以下兩種。

誤區(qū)一：負(fù)極電極材料判斷錯(cuò)誤

例1銅棒和鋁棒為兩個(gè)電極，濃硝酸為電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池的電極反應(yīng)式：

正極：負(fù)極：

學(xué)生根據(jù)構(gòu)成原電池時(shí)，活潑金屬作負(fù)極，失電子的金屬為鋁，即寫出錯(cuò)誤的電極反應(yīng)式為：

正極：6H++3NO-3+3e-3NO2↑+3H2O

負(fù)極：Al-3e-Al3+

錯(cuò)因分析：出現(xiàn)上述錯(cuò)誤原因是盲目根據(jù)活潑金屬作負(fù)極死搬硬套，未考慮在常溫下鋁與濃硝酸的鈍化現(xiàn)象，未能靈活應(yīng)用知識(shí)，導(dǎo)致電極反應(yīng)式書寫錯(cuò)誤。

誤區(qū)二：未考慮電解質(zhì)溶液，電極產(chǎn)物判斷錯(cuò)誤

例2金屬鎂和鋁作電極材料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液，寫出構(gòu)成原電池的電極反應(yīng)式：正極：負(fù)極：

學(xué)生根據(jù)構(gòu)成原電池時(shí)，金屬失電子生成金屬陽離子，即寫出錯(cuò)誤的電極反應(yīng)式為：

正極：6H2O+6e-3H2↑+6OH-

負(fù)極：Al-3e-Al3+或Mg-2e-Mg2+

錯(cuò)因分析：出現(xiàn)上述錯(cuò)誤原因未考慮電解質(zhì)參與反應(yīng)，在堿性條件下，金屬鋁失電子發(fā)生反應(yīng)且生成物質(zhì)為偏鋁酸根離子。

為有效防止出現(xiàn)上述錯(cuò)誤，能夠快速準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)式，筆者總結(jié)以下三種方法。

一、 拆分法

正確書寫方法：

（一） 正確書寫自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的離子方程式；

例1中：鋁與濃硝酸在常溫下發(fā)生鈍化，銅與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，正確離子方程式是：Cu+4H++2NO-32NO2↑+2H2O+Cu2+

（二） 分析得失電子的物質(zhì)及數(shù)目；該反應(yīng)中，1摩爾銅失去2摩爾電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，濃硝酸得2摩爾電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

（三） 根據(jù)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，把總反應(yīng)拆分為氧化和還原兩個(gè)半反應(yīng)。

正極：4H++2NO-3+2e-2NO2↑+2H2O

負(fù)極：Cu-2e-Cu2+

二、 相減法

正確書寫方法：

（一） 正確書寫自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的離子方程式；

例3CH4和O2在KOH溶液中組成燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為。

該電池的總離子方程式為：CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O

（二） 寫出較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式是：2O2+8e-+4H2O8OH-

（三） 利用總離子方程式減去簡(jiǎn)單一極電極反應(yīng)式，消去對(duì)應(yīng)的反應(yīng)物和生成物，得另一極的電極反應(yīng)式：CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O

從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池。而兩個(gè)電極相加即得總離子反應(yīng)方程式。所以對(duì)于一個(gè)陌生的原電池，只要知道總的反應(yīng)方程式和其中的一個(gè)電極反應(yīng)式，就可寫出另一個(gè)電極反應(yīng)式。

三、 守恒法（或直接書寫法）

1. 列物質(zhì)，標(biāo)得失（列出電極上的物質(zhì)變化，根據(jù)價(jià)態(tài)變化標(biāo)明電子得失情況及數(shù)目，使符合電子守恒）

例4CH3OH和O2在KOH溶液中組成燃料電池，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為。

分析：根據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇中碳原子由-2價(jià)升到+4價(jià)化合價(jià)變6（即失去6摩爾的電子），列出：CH3OH-6e→CO32-（堿性溶液不生成CO2）

2. 加離子，配電荷（根據(jù)介質(zhì)選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守恒）

由于電解質(zhì)溶液呈堿性，在堿性溶液中，則不論反應(yīng)物還是生成物都不可能有H+出現(xiàn)，同樣在酸性溶液中，也不能出現(xiàn)OH-的原則，只加OH-，根據(jù)所列物質(zhì)左右相差8 mol負(fù)電荷，所以應(yīng)該在左邊添加8 molOH-。即：負(fù)極：CH3OH+8OH--6e-CO2-3

3. 巧用水，配原子（通常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平原子守恒）

OH-或H+與H2O為對(duì)應(yīng)關(guān)系，即一邊有OH-或H+，則另一邊有H2O。所以負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OH-6e-+8OH-CO2-3+6H2O

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

王萍花，甘肅省武威市，武威第八中學(xué)。endprint