電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫規(guī)范.doc

精品文檔電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫規(guī)范 關(guān)于高中化學(xué)的電化學(xué)部分一直是高中化學(xué)內(nèi)容中重要的基本概念和基礎(chǔ)理論之一，特別是電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫問(wèn)題。雖說(shuō)現(xiàn)行新課程對(duì)這部分的要求不高，但是，這部分的內(nèi)容一直是高考和競(jìng)賽的要點(diǎn)和難點(diǎn)。再加上現(xiàn)行教材中對(duì)這部分的內(nèi)容書寫也不是很規(guī)范，這樣更加加大了教師和學(xué)生教與學(xué)的難度。本文旨在喚起廣大師生的共識(shí)，力求規(guī)范和準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。一、電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的一般概念 電極反應(yīng)式是指在電化學(xué)反應(yīng)中，原電池放電時(shí)的正、負(fù)極（或電解池電解時(shí)的陰、陽(yáng)極）發(fā)生的還原、氧化反應(yīng)得失電子的離子反應(yīng)式（包括極區(qū)溶液中的微粒參加的反應(yīng)在內(nèi)）。其實(shí)質(zhì)均是將氧化還原反應(yīng)分割成氧化和還原兩個(gè)半反應(yīng)的反應(yīng)式，并且伴隨著電子的得失和轉(zhuǎn)移。 總反應(yīng)式則有兩個(gè)層次的含義。廣義的總反應(yīng)式是指原電池放電（或電解池電解）時(shí)裝置中所發(fā)生的所有相關(guān)化學(xué)變化并反映各物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系的總反應(yīng)式（既包括兩極反應(yīng)又包括兩極反應(yīng)的產(chǎn)物在溶液中的相關(guān)反應(yīng)）。而狹義的總反應(yīng)式僅是指兩電極反應(yīng)式之和，不包括兩極的電極反應(yīng)產(chǎn)物在溶液中相遇或混勻溶液時(shí)發(fā)生的反應(yīng)。 例如：普通的鋅錳干電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式如下： 正極：2NH4+ + 2e- + 2MnO2 = 2NH3 + Mn2O3 + H2O（包括極區(qū)反應(yīng)H2+2MnO2=Mn2O3+H2O，教材此處已在試用版的基礎(chǔ)上得到修正） 負(fù)極：Zn - 2e- = Zn2+該電池總反應(yīng)式為（狹義）：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O（一般常用此式表示）若還包括兩極各自產(chǎn)物Zn2+和NH3在溶液中的絡(luò)合反應(yīng) Zn2+ + 4NH3 = Zn（NH3）42+，則該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式（廣義）即為：2Zn + 4NH4+ + 4MnO2 = Zn2+ +Zn（NH3）42+ + 2Mn2O3 +2 H2O。二、電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫規(guī)則 1、電極反應(yīng)式的書寫規(guī)則 （1）原電池放電時(shí)的正、負(fù)極（或電解池電解時(shí)的陰、陽(yáng)極）的電極反應(yīng)式中各微粒的化學(xué)式均嚴(yán)格按照離子方程式的書寫規(guī)則進(jìn)行書寫（即除了易溶且易電離的物質(zhì)才可拆成離子形式，其它物質(zhì)一律只寫成化學(xué)式）。 （2）電極反應(yīng)式不僅寫出被氧化和被還原的物質(zhì)及其產(chǎn)物外，還須包括該極區(qū)周圍電解質(zhì)溶液中參加了離子反應(yīng)的微粒在內(nèi)。（注意：由于鹽類的水解程度一般很小，因此可不考慮某些離子的水解反應(yīng)） （3）原電池放電時(shí)的正、負(fù)極（或電解池電解時(shí)的陰、陽(yáng)極）的電極反應(yīng)式都應(yīng)滿足氧化還原反應(yīng)的電子得失守衡。 例1：氫氧燃料電池 （1）在KOH溶液的強(qiáng)堿性介質(zhì)中 負(fù)極： 2H2 - 4e - + 4OH - = 4H2O （被氧化物質(zhì)） （負(fù)極區(qū)溶液中的OH - 和氧化產(chǎn)物H+反應(yīng)） 正極： O2 + 4e - + 2H2O = 4OH - （被還原物質(zhì)） （正極區(qū)溶液中的H2O和還原產(chǎn)物反應(yīng)） （2）在鹽酸的強(qiáng)酸性介質(zhì)中 負(fù)極： 2H2 - 4e - = 4H+ 正極： O2 + 4e - + 4H+ = 2H2O （被還原物質(zhì)） （正極區(qū)溶液中的H+和還原產(chǎn)物反應(yīng)） 例2：用惰性電極電解 （1）Na2SO4溶液： 陽(yáng)極：2H2O - 4e - = 4H+ + O2 （導(dǎo)致陽(yáng)極區(qū)周圍溶液呈酸性） 陰極：4H2O + 4e - = 2H2 + 4OH - （導(dǎo)致陰極區(qū)周圍溶液呈堿性） （當(dāng)溶液中陽(yáng)極產(chǎn)物H+和陰極產(chǎn)物OH-在溶液中相遇發(fā)生反應(yīng)H+ + OH- = H2O，最終溶液呈中性） （2）H2SO4溶液： 陽(yáng)極：2H2O - 4e - = 4H+ + O2 陰極：4H+ + 4e - = 2H2 2、總反應(yīng)式的書寫規(guī)則 （1）將原電池放電時(shí)的正、負(fù)兩極（或電解時(shí)的陰、陽(yáng)兩極）的電極反應(yīng)式相加所得的和即為總反應(yīng)式（這里系指狹義的總反應(yīng)式）。 （2）電解質(zhì)溶液中來(lái)自兩極的電極反應(yīng)所分別產(chǎn)生的離子，在溶液中相向遷移，相遇并相互發(fā)生的離子反應(yīng)，可單獨(dú)書寫離子方程式，當(dāng)然也可寫入總反應(yīng)式而得到廣義的總反應(yīng)式（由于這些離子反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系和電極反應(yīng)式是一致的）。 上述例1的電池總反應(yīng)式均為：2H2 + O2 = 2H2O； 而例2的廣義總反應(yīng)式均為：2H2O 2H2 + O2（3）以上所得的總反應(yīng)式一般為離子方程式，也可改寫成對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式。三、教材中相關(guān)內(nèi)容的規(guī)范書寫1.鉛蓄電池：（1）放電時(shí)：負(fù)極：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4 （被氧化物質(zhì)） （負(fù)極區(qū)溶液中的SO42-和氧化產(chǎn)物Pb2+反應(yīng)）正極：PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O （被還原物質(zhì)） （正極區(qū)溶液中的H+、SO42-和還原產(chǎn)物反應(yīng)）（2）充電時(shí)：陽(yáng)極：PbSO4 + 2H2O - 2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-陰極：PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-總反應(yīng)式為：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O2.電解飽和食鹽水： 陽(yáng)極：2Cl- - 2e- = Cl2陰極：2H2O + 2e- = H2 + 2OH-（導(dǎo)致陰極區(qū)周圍溶液呈堿性。此處教材里書寫不規(guī)范）總離子反應(yīng)式：2Cl- + 2H2O Cl2 + H2+ 2OH-總化學(xué)方程式為：2NaCl + 2H2O Cl2 + H2+ 2NaOH四、下列實(shí)例，以作規(guī)范參考和對(duì)照比較例1：將用導(dǎo)線相連的表面已經(jīng)過(guò)活化的鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入CH3OH和O2，構(gòu)成甲醇燃料電池。該電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式分別為：負(fù)極：2CH3OH - 12e- + 16OH- = 2CO32- + 12H2O正極：3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-電池總反應(yīng)式為：2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O例2：用電化學(xué)方法制備KIO3的原理是：以石墨電極為陽(yáng)極，不銹鋼電極為陰極，用KI溶液（加入少量K2Cr2O7）為電解質(zhì)溶液，在一定電流強(qiáng)度和溫度下進(jìn)行電解，其電解總反應(yīng)式為：KI + 3H2O KIO3+3H2。其兩極反應(yīng)式為：陰極：6H2O + 6e- = 3H2 + 6OH-陽(yáng)極：I- + 3H2O - 6e- = IO3- + 6H+例3：銀器皿日久表面逐漸變?yōu)楹谏?，這是由于生成了Ag2S，有人設(shè)計(jì)用原電池原理除去銀器表面黑色，讓其重放光彩。其處理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)逐漸褪去而銀卻不會(huì)損失。該原電池中：負(fù)極：2Al - 6e- = 2Al3+正極：3Ag2S + 6e- = 6Ag + 3S2-該電池總反應(yīng)式（廣義）為：2Al + 3Ag2S + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S+ 6Ag（包括正、負(fù)極產(chǎn)物Al3+和S2-在溶液中的雙水解反應(yīng)：2Al3+ + 3S2- + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S在內(nèi)）五、電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫規(guī)范的必要性作為一門基礎(chǔ)科學(xué)的教材，首先