本文介紹了原電池電極反應(yīng)式書寫技巧

1、本文介紹了原電池電極反應(yīng)式書寫技巧，詳細(xì)的介紹了針對電極反應(yīng)式書寫這一難點，如何更快更準(zhǔn)確的寫出電極反應(yīng)式，對原電池的初學(xué)者有很大幫助。孟德富，工作單位：山東省齊河縣黃河中學(xué) 通信地址：山東省齊河縣黃河中學(xué)高三化學(xué)組聯(lián)系電話子信箱：mengdefu2005 第三期 難點透析原電池電極反應(yīng)式的書寫技巧孟德富 山東省齊河縣黃河中學(xué) 251100 對于原電池的初學(xué)者，電極反應(yīng)式的書寫是一大難點，如何較輕松的解決這一難點，關(guān)鍵是掌握書寫電極反應(yīng)式的書寫技巧。 根據(jù)原電池原理可得： 負(fù)極：失電子 發(fā)生氧化反應(yīng)（一般通式：M Mn+ + ne-） 正極：得電子 發(fā)生還原反應(yīng)（一般

2、通式：N + me- Nm-）要把電極反應(yīng)式準(zhǔn)確寫出，最關(guān)鍵的是把握準(zhǔn)總反應(yīng)，我們可以通過總反應(yīng)進(jìn)一步寫出電極反應(yīng)式，即通總反應(yīng)判斷出發(fā)生氧化和還原的物質(zhì)（原電池的條件之一就是自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)），將氧化與還原反應(yīng)分開，結(jié)合反應(yīng)環(huán)境，便可得到兩極反應(yīng)。一、原電池電極反應(yīng)式書寫技巧1、凡有金屬參與的原電池反應(yīng)一般較活潑金屬做負(fù)極：如：Mg、Al在酸性（非氧化性酸）環(huán)境中構(gòu)成原電池活潑金屬做負(fù)極解析：在酸性環(huán)境中Mg 比 Al活潑，其反應(yīng)實質(zhì)為Mg的析氫蝕：負(fù)極：Mg- Mg2+2e-正極：2H+2e- H2總反應(yīng)式：Mg+2H+=Mg2+H2 銅鋅原電池就是這樣的原理。（2）較活潑金屬不一定

3、做負(fù)極，要看哪種金屬自發(fā)發(fā)生反應(yīng)：如：Mg、Al在堿性環(huán)境中構(gòu)成的原電池，相對不活潑的Al做負(fù)極解析：在堿性環(huán)境中Al 比 Mg活潑，其反實質(zhì)為Al與堿溶液的反應(yīng)：2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2+4H2O負(fù)極：2Al + 8OH- 2Al（OH）4- +6e-正極：6H2O+6e- 3H2+6OH-注意：Al-3e-=Al3+，此時Al3+在堿性環(huán)境不能穩(wěn)定存在，會與OH-（過量）結(jié)合轉(zhuǎn)化為Al（OH）4-。再如：Fe、Cu常溫下在濃H2SO4、HNO3溶液中構(gòu)成的原電池也是如此。2、燃料電池：（1）關(guān)鍵是負(fù)極的電極反應(yīng)式書寫，因為我們知道，一般的燃料電池大多是可燃性物質(zhì)與氧

4、氣及電解質(zhì)溶液共同組成的原電池，雖然可燃性物質(zhì)與氧氣在不同的電極反應(yīng)，但其總反應(yīng)方程式應(yīng)該是可燃物在氧氣中燃燒。當(dāng)然由于涉及電解質(zhì)溶液，所以燃燒產(chǎn)物可能還要與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，再寫出燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式，從而得到總反應(yīng)方程式。這一步對大多數(shù)學(xué)生而言沒什么難度。由于在反應(yīng)中氧氣由0價變?yōu)?價，得電子，即O2作氧化劑是正極，接下來我們即可寫出正極的電極反應(yīng)式：若此時電解質(zhì)溶液為酸性，則反應(yīng)過程可以理解為：正極上首先發(fā)生： O2+4e- 2O2+ 由于在酸性環(huán)境中大量存在H+ 故O2-會與H+結(jié)合成H20，故正極反應(yīng)式應(yīng)為： O2+4e4H+ 2H2O；當(dāng)然若電解質(zhì)為中性或堿性時，則正極反

5、應(yīng)式就應(yīng)只是O2+4e+2H2O 4OH_。此時負(fù)極的反應(yīng)式就可以由總電極方程式減去正極的電極方程式得到（注意此時唯一值得注意的是要將方程式中的氧氣抵消掉）。又稱為加減法書寫電極反應(yīng)式：如，熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極染氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池。完成有關(guān)的電池反應(yīng)：（2000年理科高考綜合卷26題）陽極電池反應(yīng)式：2CO2CO324CO24e陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)式_。解析：此題中直接書寫陰極的電極反應(yīng)較困難，而總反應(yīng)式的書寫比較容易，在此不妨打破常規(guī)，進(jìn)行逆向思維。先寫出

6、難度較小的總反應(yīng)式，再根據(jù)題給條件的陽極電極反應(yīng)式書寫陰極反應(yīng)式。由于陽極氣和陰極氣反應(yīng)后生成CO2不和Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物反應(yīng)，所以總反應(yīng)式就是2CO022CO3（2CO2CO324CO24e）就能得到陰極電極反應(yīng)式：O24eCO2CO32再如：由甲醇和氧氣以及強堿作電解質(zhì)溶液的新型手機電池。解析：CH3OH+O2CO2+H2O但：CO2在堿性環(huán)境中不存在，會與OH-反應(yīng)生成CO32-CO2+2OH_ =CO32-+H2O故將、式進(jìn)行疊加即為總反應(yīng)：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 由于正極反應(yīng)式為氧氣得電子的反應(yīng)：O2+2H2O+4e4OH_ 由于

7、電解質(zhì)溶液為堿性，所以正極的產(chǎn)物不再進(jìn)一步反應(yīng)，則負(fù)極的反應(yīng)式為總反應(yīng)方程式減去正極的反應(yīng)式得到：2CH3OH+3O24OH_-3O2-6H2O-12e-2CO32-+6H2O-12OH_ 調(diào)整之后得：CH3OH8OH_CO32-6H2O+6e-二、跟蹤訓(xùn)練1、我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈。 該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光，其能量比干電池高2050倍，請回答：該電源負(fù)極材料是_，正極材料可以用_；正極反應(yīng)：_，負(fù)極反應(yīng)：_。2、如下圖所示，組成一個原電池 (1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時：Fe電極是_(填

8、“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)；Cu電極是_電極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_反應(yīng)(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硝酸時：Fe電極是_極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_反應(yīng)Cu電極是_極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_反應(yīng)3、某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq)，分別向負(fù)極通入C2H4、C2H2或Al(g)，分別向正極通入O2或Cl2試完成下列問題：(1)當(dāng)分別通入C2H4和O2時：正極反應(yīng)：_；負(fù)極反應(yīng)：_；電池總反應(yīng)：_；溶液pH的變化：_(填“增大”“減小”或“不變”，下同)(2)當(dāng)分別通入C2H2和O2時：正極反應(yīng)：_；負(fù)極反應(yīng)：_；電池總反應(yīng)：_；溶液pH的變化：_(3)當(dāng)分別通入Al(g)和Cl2時：正極反應(yīng)：_；負(fù)極反應(yīng)：_；電池總反應(yīng)：_；溶液pH的變化：_參考答案：1、鋁； 石墨； 2H2OO24e-4OH-；AlAl3+3e-。2、 (1)負(fù) FeFe2+2e 氧化正 2H2eH2 還原(2)負(fù) FeFe3+3e- (或FeFe2+2e) 氧化正 4HNO3eNO2H2O 還原 3、(1)3O212e6H2O12OH C2H416OH2CO10H2O+12e C2H43O24OH2CO4H2O 減小(2)5O220e10H2O20OH 2C2H2