高考复习中较为复杂的原电池电极反应式的书写探讨

张进文（甘肃省文县一中746400）

高考复习中较为复杂的原电池电极反应式的书写探讨

张进文（甘肃省文县一中746400）

电极反应式应该遵循以下三点：1.质量守恒；2.电荷守恒；3.符合客观事实。不同类型原电池电极反应的一些方法：知道电池总反应：氧化剂＋还原剂+（某介质）==还原产物+氧化产物+（另一介质）。根据总反应找出氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物，电极反应的总模式是：

负极：还原剂－ne—=氧化产物

正极：氧化剂＋ne—=还原产物

其他参与反应的介质分子或离子，根据配平需要，添加在半反应的反应物或生成物中。水溶液中燃料电池电极反应式的书写方法，非水溶液中燃料电池电极反应式的书写。

若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参与反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。

原电池电极反应式质量守恒电荷守恒

原电池反应是在两极上分别发生氧化反应和还原反应，负极上的反应是活动性较强的金属电极被氧化或还原性较强的物质失去电子而发生氧化反应，正极上的反应是氧化性较强的物质发生得到电子的还原反应。我们在学习这一部分内容时，总感到其电极反应很难写，原电池电极反应与一般的氧化还原反应的书写不一样，有它自身的书写方法和技巧。但只要掌握规律，加强练习，还是可以写会的。

首先，书写的电极反应式应该遵循以下三点：1.质量守恒：电极反应式两端各原子的个数必须相等。2.电荷守恒：电荷的计算方法是：电子带负电，一个电子相当一个单位负电荷，得一个电子相当于加一个负电荷，失去一个电子相当于加一个正电荷。若离子、电子分布在同一边，则电荷的代数和为零；若离子、电子分布在等号的两边，则两边电荷的差为零。3.符合客观事实：生成的离子必须能稳定地存在于介质中。比如在碱性介质中，H2失去2个电子后转化为2H+,我们就不能写成H2-2e= 2H+,因为H+与OH-要反应生成水，只能写成H2-2e+2OH-=2H2O。

下面谈谈我书写各种不同类型原电池电极反应的一些方法。

一、一般电极反应

若知道电池总反应：氧化剂＋还原剂+（某介质）==还原产物+氧化产物+（另一介质）根据总反应找出氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物，电极反应的总模式是：

负极：还原剂－ne—=氧化产物

正极：氧化剂＋ne—=还原产物

其他参与反应的介质分子或离子，根据配平需要，添加在半反应的反应物或生成物中。

例如，铅蓄电池的总反应为：Pb+PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+2H2O，已知负极反应为：Pb+ SO42—－2e—=PbSO4，则正极反应为：。

[分析]由于电极反应一般写离子方程式，先将电池的总反应改写成离子方程式：Pb+ PbO2+4H++2SO42—=2PbSO4+2H2O，由总反应减负极半反应可得：Pb+PbO2+4H++2SO42—－（Pb+ SO42—－2e—）=2PbSO4+2H2O－PbSO4，整理可得正极半反应为：PbO2+4H++SO42—＋2e—=PbSO4+ 2H2O。

二、水溶液中燃料电池电极反应式的书写方法

例如：碱性乙醇燃料电池电极反应式的书写步骤：

1.确定正负电极以及得失电子物质以及数目及其产物,并配平除氢氧元素以外的其他元素

负极：CH3CH2OH—12e-——2CO32-

正极：O2+4e-——（产物不确定，暂时不写）

2.用H+或OH-配平电荷

如果电池为碱性电池用OH-平衡电荷，如果电池为酸性电池用H+平衡电荷，该题目中电解质为碱性的，所以用OH-来平衡电荷。

负极：CH3CH2OH—12e-+16OH-——2CO32-

正极：O2+4e-——4OH-

3.补H2O配平氢元素，最后检查等式两边O原子个数是否相等,将横线变为等号

负极：CH3CH2OH—12e-+16OH-=2CO32-+ 11H2O

正极：O2+4e-+2H2O=4OH-

如果是乙醇酸性燃料电池，则正负极上的电极反应分别为：

负极：CH3CH2OH—12e-+5H2O=2CO32-+ 16H+

正极：O2+4e-+4H+=2H2O

又如，氢-氧燃料电池，总反应为：2H2+ O2=2H2O

若电解液为酸，则两极反应分别为：

负极：2H2－4e—=4H+，正极：O2+4H++4e—= 2H2O

若电解液为碱，则两极反应分别为：

负极：2H2+4OH—－4e—=4H2O，正极：O2+ 2H2O+4e—=4OH—

4.非水溶液中燃料电池电极反应式的书写

书写步骤与水溶液中电极反应式书写步骤相似，只是平衡电荷时要用题目中所给的阴阳离子。

例如，丁烷-空气-K2CO3（其中不含O2—和HCO3—）燃料电池，电池的总反应为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O，电池的两极反应分别为：

正极：13O2+26CO2+52e—=26CO32—

负极：2 C4H10+26CO32—－52e—=34CO2+10H2O

5.若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参与反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。阳离子一般参与正极反应。参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。

例如，镍-镉蓄电池的总反应为：Cd+2NiO（OH）+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2，要书写电极反应式，首先，应判断电解液类型，由产物可知，电解液一定为碱液，镉被氧化成Cd（OH）2，所以，负极有OH-参加反应。则负极反应为：Cd+2OH—－2e—=Cd（OH）2，正极反应为：2NiO（OH）+2H2O+2e—=2Ni（OH）2+2OH—。由于负极上有2OH—参与反应，正极上同样有2OH—生成，电解液的浓度基本不变。

以上是我在书写电极反应时总结的一些方法和规律，这些方法和技巧也适用于电解池中电极反应式的书写，希望学生在具体的题目中灵活运用，做到熟能生巧。

（责编赵建荣）