巧用四步法攻破電極反應(yīng)式的書寫

銀秋蘭

摘 要：電化學基礎(chǔ)專題是高中化學基本理論中的重要內(nèi)容，也是每年高考化學中的必考點，其中電極反應(yīng)式書寫是電化學的核心，更是教學的重點和難點。因此采用行之有效的方法去攻破電極反應(yīng)式的書寫這一難點，在實際教學過程中顯得尤為重要。本文通過例題介紹四步法應(yīng)用于不同類型電池電極反應(yīng)式的書寫，建立起書寫模型，為教學實踐提供參考，對學生正確、快速完成電極反應(yīng)式的書寫具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：氧化還原反應(yīng);守恒原則;電極反應(yīng)式;四步法

電化學知識是歷屆各省高考化學必考內(nèi)容，其中選擇題及大題中都涉及到電極反應(yīng)式的判斷及書寫，而電極反應(yīng)式的書寫對于很多學生來說都是一個難點，想要正確快速地書寫電極反應(yīng)式，筆者認為不僅要熟記電化學的基本知識及其相關(guān)規(guī)律，更重要的是要掌握電極反應(yīng)式的書寫技巧。在長期的教學過程中，筆者通過不斷的摸索積累建立起一套輕松攻破電化學電極反應(yīng)式的書寫方法——四步法。以下筆者將通過具體的教學實例對該方法的應(yīng)用進行詳盡的闡明。

一、理論依據(jù)

無論是原電池還是電解池，其微觀化學本質(zhì)都是通過化學電池將一個氧化還原反應(yīng)拆分成兩個獨立的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，令氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極發(fā)生。即：

原電池→正、負極→負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)

電解池→陰、陽極→陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)

二、電極反應(yīng)式書寫原則

利用四步法解決電極反應(yīng)式書寫需要遵循以下書寫原則：

1.電荷守恒、元素守恒原則：為使電極反應(yīng)式等號兩邊滿足電荷守恒、元素守恒，需要加入一些陰陽離子及物質(zhì)。通常是①酸性溶液：在反應(yīng)物中加H+，在生成物中加H2O。②堿性溶液：在反應(yīng)物中加OH–，在生成物中加H2O。

2.共存原則：堿性溶液中 CO2不可能存在，也不會有H+參加反應(yīng)或生成;同樣酸性溶液，不會有 OH-參加反應(yīng)或生成。根據(jù)此原則，物質(zhì)得失電子后在不同介質(zhì)環(huán)境中所存在的形式不同。

三、四步法書寫電極反應(yīng)式的技巧

書寫電極反應(yīng)式就是要寫出氧化或還原這兩個半反應(yīng)式，而電極反應(yīng)式同樣要遵循元素守恒和電荷守恒。筆者在高考一輪復(fù)習中采用在練習中總結(jié)和反思的方式，教會學生四步法解決電化學方程式的書寫，學生掌握情況較好，且具有舉一反三的功效。具體操作如下：

1.先寫出電極主要反應(yīng)物和主要生成物;

2.由化合價升降寫出得失電子數(shù)：

3.由電荷守恒寫出箭頭左邊或右邊相應(yīng)的離子;

4.由元素守恒配平電極反應(yīng)式。

例題1：以鎂、石墨為電極，在次氯酸鈉溶液中構(gòu)成一次性電池，電池反應(yīng)為 Mg+NaClO+H2O=NaCl+Mg（OH）2，則該電池正極反應(yīng)式為_____________________________。

書寫過程：

1.先寫出電極主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物 ClO –?→ Cl–

2.由化合價寫出得失電子數(shù)（Cl元素由+1價變?yōu)?1價，得到2e-）

3.由電荷守恒，箭頭左邊有3個負電荷，右邊也該有3個負電荷，右邊加2OH-

例題2：如圖是一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理示意圖，同時處理有機廢水和硝酸鹽廢水，并獲得淡水，圖中有機廢水中有機物可用C6H10O5表示。

生成X（氣體）的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。

四步書寫法可以概括成：列物質(zhì)、標電子、電荷守恒、元素守恒，酸性環(huán)境的電極反應(yīng)用H+來配平，堿性環(huán)境的電極反應(yīng)用OH-?來配平。其他環(huán)境的電極反應(yīng)像熔融碳酸鹽環(huán)境下要用CO32?來配平，熔融金屬氧化物環(huán)境下用O2? 來配平等。掌握這種方法，任何電極反應(yīng)式的書寫都會快速完成，不僅適用于大題中的填空也適用于選擇題中的快速判斷，為每位同學提供了高效的得分點。

參考文獻：

[1]馮雁《原電池與電解池電極反應(yīng)式的書寫技巧》—《電大理工》2008年3月第1期

[2]文政民《新情境下電極反應(yīng)式的書寫》—《中學生理科應(yīng)試》2020年第04期