程序化书写复杂的电极反应

罗贵长

(福建省厦门英才学校 361000)

各种应用软件的运行是程序化的、公司的管理也是程序化的、工业生产的自动化也都是程序化的，学习、解决化学问题同样可以也很需要程序化.程序化解决化学问题是指按照某些固定的程序步骤就可以得到结果的处理过程.这种程序必须是确定的、有效的，当然同时也是有限的，能提高解决大多数同一类型问题的效率.

电化学中电极反应的书写不仅是电化学教学的重点和难点，更是高考的热点题型之一.高考中出现的都是各种陌生的、较为复杂的反应，难度较大.根据电化学原理即是氧化还原反应的本质，可将此类题目的解题思路进行程序化，不仅可以降低学生在解决该问题时的心理负担，还能达到快速准确解决问题的目的.

复杂电极反应书写的程序：

第一步，根据题目信息找出反应物和生成物，并配平；

第二步，根据化合价的变化量写出得失电子数；

第三步，根据电荷守恒补缺项；(在水溶液环境中，缺项一般为H+或OH-，根据环境的酸碱性选择.)

第四步，根据原子守恒平两边.

负极上的电极反应式：

第一步，根据题目信息写出反应物和生成物，并配平：负极上发生的是还原反应，反应物是Zn，产物是ZnO.

第二步，根据化合价的变化量写出失电子数：Zn的化合价由0价变为+2价，失去2个电子

第三步，根据电荷守恒补缺项.第二步后，电极反应式左边电荷总数为+2，右边电荷总数为0，根据电荷守恒，可在左边加2OH-，也可在右边加2H+.因为是碱性环境，所以选择左边加2OH-.

第四步,根据原子守恒平两边.第三步后左右两边H、O原子个数不守恒，应在右边补上H2O，并配平.

同样的方法步骤也可快速准确地写出正极上的电极反应：

第二步：MnO2+2e-→ Mn(OH)2

用此程序化步骤可快速正确地写出多种形式的复杂的电极反应式.以下几题是近年高考中不同形式的电化学的题目，都可用此程序化步骤解题.

例1 (2015福建理综，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，下列说法正确的是( ).

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H+从b极区向a极区迁移

C．每生成1 mol O2，有44g CO2被还原

D．a电极的反应为：

程序化解题D选项a电极的电极反应式.

第二步：3CO2+18e-→ C3H8O

例2(2014全国新课标Ⅱ卷，27(3))PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取.阳极发生反应的电极反应式为____.

程序化解题

例3 (2015江苏化学，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图,下列有关该电池的说法正确的是( ).

B．电极A上H2参与的电极反应为：

D．电极B上发生的电极反应为：

程序化解题B选项中电极A上H2参与的电极反应式.

第二步：H2-2e-→H2O

同时也可轻松写出电极A上CO参与的电极反应：

利用此程序，多加练习，灵活应用，能快速正确地书写出大多数的电极反应的书写，但不能保证所有类型的电极反应式书写都适用，毕竟程序是有限的.