原电池电极反应式书写误区及正确书写方法

摘要：中学化学中关于原电池及化学电源电极反应式的书写和有关判断，一直是高考命题的热点，由于这部分知识有非常好的各种化学电源为切入点，有很好的命题情景和知识情景，因此此类题成为命题专家的热门题材。

关键词：原电池；电极；误区

这部分知识原理简单易懂，学生在书写电极反应式时却易入误区导致电极反应式书写出错，常见情况归纳为以下两种。

误区一：负极电极材料判断错误

例1铜棒和铝棒为两个电极，浓硝酸为电解质溶液，构成原电池的电极反应式：

正极：负极：

学生根据构成原电池时，活泼金属作负极，失电子的金属为铝，即写出错误的电极反应式为：

正极：6H++3NO-3+3e-3NO2↑+3H2O

负极：Al-3e-Al3+

错因分析：出现上述错误原因是盲目根据活泼金属作负极死搬硬套，未考虑在常温下铝与浓硝酸的钝化现象，未能灵活应用知识，导致电极反应式书写错误。

误区二：未考虑电解质溶液，电极产物判断错误

例2金属镁和铝作电极材料，氢氧化钠溶液为电解质溶液，写出构成原电池的电极反应式：正极：负极：

学生根据构成原电池时，金属失电子生成金属阳离子，即写出错误的电极反应式为：

正极：6H2O+6e-3H2↑+6OH-

负极：Al-3e-Al3+或Mg-2e-Mg2+

错因分析：出现上述错误原因未考虑电解质参与反应，在碱性条件下，金属铝失电子发生反应且生成物质为偏铝酸根离子。

为有效防止出现上述错误，能够快速准确书写电极反应式，笔者总结以下三种方法。

一、 拆分法

正确书写方法：

（一） 正确书写自发进行的氧化还原反应的离子方程式；

例1中：铝与浓硝酸在常温下发生钝化，铜与浓硝酸发生反应，正确离子方程式是：Cu+4H++2NO-32NO2↑+2H2O+Cu2+

（二） 分析得失电子的物质及数目；该反应中，1摩尔铜失去2摩尔电子，发生氧化反应，浓硝酸得2摩尔电子，发生还原反应。

（三） 根据负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应的实质，把总反应拆分为氧化和还原两个半反应。

正极：4H++2NO-3+2e-2NO2↑+2H2O

负极：Cu-2e-Cu2+

二、 相减法

正确书写方法：

（一） 正確书写自发进行的氧化还原反应的离子方程式；

例3CH4和O2在KOH溶液中组成燃料电池，负极反应式为。

该电池的总离子方程式为：CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O

（二） 写出较简单一极的电极反应式是：2O2+8e-+4H2O8OH-

（三） 利用总离子方程式减去简单一极电极反应式，消去对应的反应物和生成物，得另一极的电极反应式：CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O

从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极相加即得总离子反应方程式。所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式。

三、 守恒法（或直接书写法）

1. 列物质，标得失（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失情况及数目，使符合电子守恒）

例4CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池，该电池的负极反应式为。

分析：根据负极发生氧化反应，甲醇中碳原子由-2价升到+4价化合价变6（即失去6摩尔的电子），列出：CH3OH-6e→CO32-（碱性溶液不生成CO2）

2. 加离子，配电荷（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒）

由于电解质溶液呈碱性，在碱性溶液中，则不论反应物还是生成物都不可能有H+出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH-的原则，只加OH-，根据所列物质左右相差8 mol负电荷，所以应该在左边添加8 molOH-。即：负极：CH3OH+8OH--6e-CO2-3

3. 巧用水，配原子（通常介质为水溶液，可选用水配平原子守恒）

OH-或H+与H2O为对应关系，即一边有OH-或H+，则另一边有H2O。所以负极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-CO2-3+6H2O

参考文献：

[1]何黎.高中电化学电极反应式书写方法的探究[N].新教育时代电子杂志：教师版，2017（22）.

[2]蒋红年.电极反应式书写混乱及其对策[M].化学教育，2014（9）.

[3]李太平.浅谈原电池中电极反应方程式的书写[J].科技创新导报，2015（01）.

[4]席定芳.浅谈原电池电极反应的写法技巧[J].凯里学院学报，2010（03）.

[5]王能倡.突破电极反应的书写[J].科教文汇（下旬刊），2014（01）.

作者简介：

王萍花，甘肃省武威市，武威第八中学。endprint