电极反应式的书写

张世敏

摘要：电极反应式的书写是高考化学的热点之一，由于其陌生程度高、情境新颖且教材中未曾出现过，所以一直备受高考青睐，近年来该类题型在各地高考中均有出现，基本上以较难题为主，重点考查学生的理解分析能力和综合应用氧化还原反应知识的能力。下面笔者就电极反应的书写介绍一种快速准确地方法—四步法。该方法既适用于原电池又适用于电解池。

关键词：电极反应式;四步法;氧化剂和还原剂

一、常见氧化剂和还原剂

二、四步法

电极反应式书写“四步法”列物质—标得失—配电荷—配原子。

第一步，列物质：根据负极（或阳极）发生氧化反应，正极（或阴极）发生还原反应，

负极（或阳极）须找出还原剂并推测其氧化产物，正极（或阴极）须找出氧化剂并推测其还原产物;

第二步，标得失：根据化合价升价标示出得失电子数;

第三步，配电荷：若在酸性环境下，须通过H将方程式两边电荷配平;若在碱性环境下，须通过OH-将方程式两边电荷配平;若在中性环境下，须通过生成的H或OH-将方程式两边电荷配平;

第四步，配原子：一般情况下，是通过在方程式两边加H2O使得原子个数守恒。

三、依题说法

例1【2016江苏卷】铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池，将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+，其电极反应式为_____________。

解析：第一步，列物质：根据正极发生还原反应，结合化合价规律，正极列出物质：

Cr2O72- Cr3+;

第二步，标得失：根据化合价升价标示出得失电子数，Cr2O72- +6e-   2Cr3+;

第三步，配电荷：Cr2O72- +6e-    2Cr3+，方程式左边带8个单位负电荷，右边带6个单位正电荷，题目已知为酸性环境，故为使方程式两边电荷数相等，须通过左边加14个H，则14H+Cr2O72- +6e-     2Cr3+;

第四步，配原子：即通过观察法在方程式右边加7个H2O使原子个数相等。故该电极反应式为14H+Cr2O72- +6e- =2Cr3++7H2O。

例2【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。正极的电极反应式是_________。

解析：第一步，列物质：根据正极发生还原反应，结合化合价规律，正极列出物质：

NO3-   NH4+;

第二步，标得失：根据化合价升价标示出得失电子数，NO3- +8e-    NH4+;

第三步，配电荷：NO3- +8e-   NH4+，方程式左边带9个单位负电荷，右边带1个单位正电荷，为使方程式两边电荷数相等，可通过左边加10个H或右边加10个OH-，若右边加10个OH-会与NH4+反应，不符合情境条件，故应在左边加10个H配平电荷，则NO3- +10H+8e-   NH4+;

第四步，配原子：即通过观察法在方程式右边加3个H2O使原子个数相等。故该电极反应式为NO3- +10H+8e-=NH4++3H2O。

例3【2018年曲靖市高三第一次复习统测题】阴离子膜法电解装置如右图所示，电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液。该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+ 进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资浪费，写出该副反应的电极反应式___________________。

解析：

第一步，列物质：根据阳极发生氧化反应，结合化合价规律，阳极列出物质：

Mn2+  MnO2;

第二步，标得失：根据化合价升价标示出得失电子数，Mn2+ -2e-   MnO2;

第三步，配电荷：Mn2+ -2e-  MnO2，方程式左边带4个单位正电荷，右边电荷数为0，题目已知陽极为酸性环境，故为使方程式两边电荷数相等，须通过右边加4个H，则Mn2+ -2e-   MnO2+4H;

第四步，配原子：即通过观察法在方程式左边加2个H2O使原子个数相等。故该电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。

参考文献：

[1].蒋红年.电极反应式书写混乱原因及对策[J].化学教育（中英文），2014，35（005）：73-75.

[2].杨明生.关于电极反应式书写的两个问题的讨论[J].化学教育，2008，29（008）：75-76.