程序化書寫復(fù)雜的電極反應(yīng)

羅貴長

(福建省廈門英才學(xué)校 361000)

各種應(yīng)用軟件的運(yùn)行是程序化的、公司的管理也是程序化的、工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化也都是程序化的，學(xué)習(xí)、解決化學(xué)問題同樣可以也很需要程序化.程序化解決化學(xué)問題是指按照某些固定的程序步驟就可以得到結(jié)果的處理過程.這種程序必須是確定的、有效的，當(dāng)然同時(shí)也是有限的，能提高解決大多數(shù)同一類型問題的效率.

電化學(xué)中電極反應(yīng)的書寫不僅是電化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，更是高考的熱點(diǎn)題型之一.高考中出現(xiàn)的都是各種陌生的、較為復(fù)雜的反應(yīng)，難度較大.根據(jù)電化學(xué)原理即是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，可將此類題目的解題思路進(jìn)行程序化，不僅可以降低學(xué)生在解決該問題時(shí)的心理負(fù)擔(dān)，還能達(dá)到快速準(zhǔn)確解決問題的目的.

復(fù)雜電極反應(yīng)書寫的程序：

第一步，根據(jù)題目信息找出反應(yīng)物和生成物，并配平；

第二步，根據(jù)化合價(jià)的變化量寫出得失電子數(shù)；

第三步，根據(jù)電荷守恒補(bǔ)缺項(xiàng)；(在水溶液環(huán)境中，缺項(xiàng)一般為H+或OH-，根據(jù)環(huán)境的酸堿性選擇.)

第四步，根據(jù)原子守恒平兩邊.

負(fù)極上的電極反應(yīng)式：

第一步，根據(jù)題目信息寫出反應(yīng)物和生成物，并配平：負(fù)極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，反應(yīng)物是Zn，產(chǎn)物是ZnO.

第二步，根據(jù)化合價(jià)的變化量寫出失電子數(shù)：Zn的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，失去2個(gè)電子

第三步，根據(jù)電荷守恒補(bǔ)缺項(xiàng).第二步后，電極反應(yīng)式左邊電荷總數(shù)為+2，右邊電荷總數(shù)為0，根據(jù)電荷守恒，可在左邊加2OH-，也可在右邊加2H+.因?yàn)槭菈A性環(huán)境，所以選擇左邊加2OH-.

第四步,根據(jù)原子守恒平兩邊.第三步后左右兩邊H、O原子個(gè)數(shù)不守恒，應(yīng)在右邊補(bǔ)上H2O，并配平.

同樣的方法步驟也可快速準(zhǔn)確地寫出正極上的電極反應(yīng)：

第二步：MnO2+2e-→ Mn(OH)2

用此程序化步驟可快速正確地寫出多種形式的復(fù)雜的電極反應(yīng)式.以下幾題是近年高考中不同形式的電化學(xué)的題目，都可用此程序化步驟解題.

例1 (2015福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)，下列說法正確的是( ).

A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能

B．該裝置工作時(shí)，H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移

C．每生成1 mol O2，有44g CO2被還原

D．a(chǎn)電極的反應(yīng)為：

程序化解題D選項(xiàng)a電極的電極反應(yīng)式.

第二步：3CO2+18e-→ C3H8O

例2(2014全國新課標(biāo)Ⅱ卷，27(3))PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取.陽極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為____.

程序化解題

例3 (2015江蘇化學(xué)，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖,下列有關(guān)該電池的說法正確的是( ).

B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：

D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：

程序化解題B選項(xiàng)中電極A上H2參與的電極反應(yīng)式.

第二步：H2-2e-→H2O

同時(shí)也可輕松寫出電極A上CO參與的電極反應(yīng)：

利用此程序，多加練習(xí)，靈活應(yīng)用，能快速正確地書寫出大多數(shù)的電極反應(yīng)的書寫，但不能保證所有類型的電極反應(yīng)式書寫都適用，畢竟程序是有限的.