盖斯定律在高中原电池中的应用

陈静

摘 要：原电池的书写是历年高考的热点，中学化学教学的重难点，也是易失分点，因此，有效地掌握此题型的解题思路是关键。

关键词：反应式；书写思路；书写方法

一、原电池的反应式书写思路

1.原电池电极判断规律：负极→氧化→失e-，正极→还原→得e-，简记为“负氧正还”.

2.原电池电极反应式书写规律：写出总电极反应式→据“负氧正还”先写较容易的一极反应式→考虑与电解质溶液的离子共存问题→得失e-守恒结合盖斯定律得出另一电极式.

二、原电池电极反应式常见书写方法

1.原电池电极反应式书写规律在非燃料电池中的应用：

例1：写出该电池中的正负极电极反应式和总反应式.

解析：①先据题意写出电池的总电极反应式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

②据“负氧正还”判断出正负极反应物质，先写较容易的一极反应式，未考虑离子共存前的负极反应式：

2Al-6e-=2Al3+；

Al3+与电解质溶液NaOH不能离子共存：2Al3++8OH-=2AlO2-+4H2O；

所以，考虑离子共存后的正极反应式：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O；

③得失e-守恒结合盖斯定律写出另一极反应式：

（注意：在运用盖斯定律求解电极式时必须要遵循电极物质得失电子守恒。）

练习1：已知铅蓄电池工作时的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，已知PbSO4是难溶电解质，根据上述情况写出其两电极反应式.

解析：①先据题意分析电池的总电极反应式：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，据“负氧正还”判断出正负极反应物质，先写较容易的一极反应式，未考虑离子共存前的负极反应式：

Pb-2e-=Pb2+，Pb2+与电解质溶液SO42-不能离子共存.

Pb+SO2-4=PbSO4↓；所以，考虑离子共存后的正极反应式：Pb-2e-+SO4=PbSO4↓；再结合盖斯定律写出另一极反应式：

2.原电池电极反应式书写规律在燃料电池中的应用：

（1）氢氧燃料电池

例2总电极反应式：2H2+O2=2H2O；现在考虑电解质溶液可造成的离子共存问题：

①若为电解质溶液中性：此时不用考虑离子共存，则无论先写那极均可，不需要用盖斯定律。

负极：2H2-4e-=4H+，正：O2+4e—+2H2O=4OH-.

②若电解质溶液为酸性：先写出较容易的负极：2H2-4e-=4H+，分析负极产生的H+与电解质溶液不存在离子共存问题，所以直接用盖斯定律可求出另一极反应式：

总：2H2+O2=2H2O

负：2H2-4e-=4H+

正：O2+4e-+4H+=2H2O

③若电解质溶液为碱性：先写出较容易的负极：2H2-4e-=4H+，再分析与电解质溶液的离子共存后的负极反应式应为：2H2-4e-+4OH-=4H2O，再遵循得失e-守恒和盖斯定律写出另一极反应式：

（2）改变燃料

把上述氢氧燃料电池的氢换成CH4，电解质溶液为碱性.

解析：由题知总电极反应式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O；先写出较容易的正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-，分析负极产生的OH-与电解质溶液不存在离子共存问题，所以直接用盖斯定律可求出另一极反应式：

由此，我们还总结出较易的电极反应式一般是能产生与电解质溶液共存的离子的一极.对非燃料电池一般先分析其负极反应式。对于燃料电池，特别是有机燃料电池，其e-得失由O2突破，且一般先分析有O2参与的较容易的正极反应式.练习2试写出以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池在正负极电极反应式和总反应式，且该电池两极间有只准离子通过的离子交换膜.解析：由题知该微生物燃料电池的总总电极反应式：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，据“负氧正还”判断出正负极反应物质，先写出有O2参与的较容易的正极反应式：6O2+24e-+24H+=12H2O，再用盖斯定律可求出另一极反应式：