原電池電極反應式書寫誤區(qū)及正確書寫方法

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

關鍵詞：原電池；電極；誤區(qū)

這部分知識原理簡單易懂，學生在書寫電極反應式時卻易入誤區(qū)導致電極反應式書寫出錯，常見情況歸納為以下兩種。

誤區(qū)一：負極電極材料判斷錯誤

例1銅棒和鋁棒為兩個電極，濃硝酸為電解質溶液，構成原電池的電極反應式：

正極：負極：

學生根據構成原電池時，活潑金屬作負極，失電子的金屬為鋁，即寫出錯誤的電極反應式為：

正極：6H++3NO-3+3e-3NO2↑+3H2O

負極：Al-3e-Al3+

錯因分析：出現上述錯誤原因是盲目根據活潑金屬作負極死搬硬套，未考慮在常溫下鋁與濃硝酸的鈍化現象，未能靈活應用知識，導致電極反應式書寫錯誤。

誤區(qū)二：未考慮電解質溶液，電極產物判斷錯誤

例2金屬鎂和鋁作電極材料，氫氧化鈉溶液為電解質溶液，寫出構成原電池的電極反應式：正極：負極：

學生根據構成原電池時，金屬失電子生成金屬陽離子，即寫出錯誤的電極反應式為：

正極：6H2O+6e-3H2↑+6OH-

負極：Al-3e-Al3+或Mg-2e-Mg2+

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

為有效防止出現上述錯誤，能夠快速準確書寫電極反應式，筆者總結以下三種方法。

一、 拆分法

正確書寫方法：

（一） 正確書寫自發(fā)進行的氧化還原反應的離子方程式；

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，正確離子方程式是：Cu+4H++2NO-32NO2↑+2H2O+Cu2+

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

（三） 根據負極失去電子發(fā)生氧化反應，正極得到電子發(fā)生還原反應的實質，把總反應拆分為氧化和還原兩個半反應。

正極：4H++2NO-3+2e-2NO2↑+2H2O

負極：Cu-2e-Cu2+

二、 相減法

正確書寫方法：

（一） 正確書寫自發(fā)進行的氧化還原反應的離子方程式；

例3CH4和O2在KOH溶液中組成燃料電池，負極反應式為。

該電池的總離子方程式為：CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O

（二） 寫出較簡單一極的電極反應式是：2O2+8e-+4H2O8OH-

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

從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池。而兩個電極相加即得總離子反應方程式。所以對于一個陌生的原電池，只要知道總的反應方程式和其中的一個電極反應式，就可寫出另一個電極反應式。

三、 守恒法（或直接書寫法）

1. 列物質，標得失（列出電極上的物質變化，根據價態(tài)變化標明電子得失情況及數目，使符合電子守恒）

例4CH3OH和O2在KOH溶液中組成燃料電池，該電池的負極反應式為。

分析：根據負極發(fā)生氧化反應，甲醇中碳原子由-2價升到+4價化合價變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（根據介質選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守恒）

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

3. 巧用水，配原子（通常介質為水溶液，可選用水配平原子守恒）

OH-或H+與H2O為對應關系，即一邊有OH-或H+，則另一邊有H2O。所以負極反應式為：CH3OH-6e-+8OH-CO2-3+6H2O

參考文獻：

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[5]王能倡.突破電極反應的書寫[J].科教文匯（下旬刊），2014（01）.

作者簡介：

王萍花，甘肅省武威市，武威第八中學。endprint