高考化學(xué)解決電極反應(yīng)式和氧化還原離子方程式的書寫問題

摘 要：電極反應(yīng)式和溶液中的氧化還原方程式是中學(xué)階段要掌握的很重要的化學(xué)用語，它涉及內(nèi)容多，靈活性強(qiáng)，思維量大。由于電池正以它強(qiáng)勁勢(shì)頭向著高新科技的方向發(fā)展，而倍受人們的關(guān)注，當(dāng)然也成為高考的熱點(diǎn)之一，關(guān)于電極反應(yīng)式和溶液中的氧化還原方程式的書寫也就顯得更為重要了。

關(guān)鍵詞：原電池 正極 負(fù)極 電解池 陰極 陽極 電極反應(yīng)式 氧化還原方程式

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2012）12（c）-0042-01

電化學(xué)是高中化學(xué)的重要基礎(chǔ)理論內(nèi)容之一，是高考的重點(diǎn)；而氧化還原離子方程式的考察也是歷年高考的熱點(diǎn)；對(duì)廣大考生而言，電極反應(yīng)式和氧化還原離子方程式的書寫是難點(diǎn)。筆者在多年平時(shí)的教學(xué)積累中逐漸形成了一套行之有效的方法。現(xiàn)就電極反應(yīng)式和氧化還原離子方程式的書寫總結(jié)方法如下：

第一，高考化學(xué)解決電極反應(yīng)式和氧化還原離子方程式的書寫方法總結(jié)：

筆者認(rèn)為溶液中的氧化還原離子反應(yīng)方程式的書寫和電極反應(yīng)式的書寫具有密切的聯(lián)系，同樣的方法可以解決此類問題，突破高考。

書寫和配平方法：六步配平法即：一找、二標(biāo)、三定、四電荷、五平、六查。

（1）所謂“一找”，就是找出氧化劑、還原產(chǎn)物、還原劑、氧化產(chǎn)物這四類物質(zhì)（或離子）。

注意：①氧化還原離子反應(yīng)方程式的書寫需要四類物質(zhì)找全。

②原電池負(fù)極電極反應(yīng)式需要找出還原劑和氧化產(chǎn)物。

③原電池正極電極反應(yīng)式需要找出氧化劑和還原產(chǎn)物。

④電解池陽極電極反應(yīng)式需要找出還原劑和氧化產(chǎn)物。

⑤電解池陰極電極反應(yīng)式需要找出氧化劑和還原產(chǎn)物。

⑥要依據(jù)電解質(zhì)的性質(zhì)。酸作為電解質(zhì)溶液或堿作為電解質(zhì)溶液，注意與酸或堿反應(yīng)的物質(zhì)，如CH4、CH3OH、C2H5OH、C2H6等等的氧化產(chǎn)物CO2在堿性溶液中與OH-生成CO32-。還有大量融鹽燃料電池，固體電解質(zhì)，傳導(dǎo)某種離子等。

（2）所謂“二標(biāo)”，就是標(biāo)出化合價(jià)的升降，確定得失電子的數(shù)目

（3）所謂“三定”，就是根據(jù)化合價(jià)升降相等和得失電子守恒的原理確定氧化劑、還原產(chǎn)物、還原劑、氧化產(chǎn)物這四類物質(zhì)（離子）的系數(shù)。

（4）所謂“四電荷”，就是根據(jù)溶液的酸堿性或電解質(zhì)傳導(dǎo)的某種離子調(diào)整，使反應(yīng)式兩邊電荷守恒。

注意：①水溶液顯酸性則用“H+”和“H2O”來調(diào)整。

②水溶液顯堿性則用“OH-”和“H2O”來調(diào)整。

③非水溶液則要看傳導(dǎo)何種離子。如熔融的碳酸鹽傳導(dǎo)“CO32-”，則用其調(diào)整電荷守恒；熔融的氧化物傳導(dǎo)“O2-”則用其調(diào)整電荷守恒等等。

（5）所謂“五平”，就是方程式或電極反應(yīng)式的最后配平，一般來說根據(jù)元素守恒先配平氫元素再配平氧元素。

（6）所謂“六查”，就是檢查元素守恒，得失電子守恒，電荷守恒等等。

第二，高考試題重現(xiàn)及解決策略。

例1：（2011山東卷29⑶）Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出，原因?yàn)椋ㄓ秒x子方程式表示）。

解析：“一找”即：S2-+O2→S+OH-；“二標(biāo)、三定”即：2S2-+O2→2S+OH-

“四電荷、五平”即：2S2-+O2+2H2O→2S+4OH-

例2：（2011山東卷29⑵）鈉硫高能電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS＝Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍。

解析：“一找”即：S+e-→Na2Sx“二標(biāo)、三定”即：xS+2e-→Na2Sx

“四電荷、五平”即：xS+2e-+2Na+→Na2Sx

例3：（2011福建高考11）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法的是：

A．水既是氧化劑又是溶劑

B．放電時(shí)正極上有氫氣生成

C．放電時(shí)OH－向正極移動(dòng)

D．總反應(yīng)為：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑

解析：根據(jù)同理寫出如下電極反應(yīng)式：負(fù)極：2Li－2e－=== 2Li+正極：2H2O+2e-=== 2OH-＋H2↑

總反應(yīng)為：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑；答案選C

例4：（2011新課標(biāo)全國(guó)）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2下列有關(guān)該電池的說法的是：

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe

B.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2

C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低

D.電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

解析：電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2

電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-

電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)為Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-；答案為C

例5：（2011江蘇高考13⑵）銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn（OH）4，寫出該電池反應(yīng)方程式：

解析：“一找”即：Ag2O2+Zn→Ag+K2Zn（OH）4

“二標(biāo)、三定”即：Ag2O2+2Zn→2Ag+2K2Zn（OH）4

“四電荷、五平”即：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O→2Ag+2K2Zn（OH）4

參考文獻(xiàn)

[1]鄭玉海.電極反應(yīng)式的書寫[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)：高中版，2002（16）：5.

[2]杭進(jìn)華，蔣天平.燃料電池電極反應(yīng)式的書寫及應(yīng)用[J].化學(xué)教與學(xué)，2010（1）：78-80.