原电池电极反应式书写技巧

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1、原电池电极反应式书写技巧　　【摘要】学生普遍感到原电池电极反应式的书写困难，透彻理解原电池反应原理，再采用守恒法（电子守恒、原子守恒、电荷守恒）、并考虑介质影响，只要理清思路，进行有序书写，会使电极反应方程式的书写变得非常简单。　　【关键词】原电池；电极反应；守恒法　　原电池中的反应，本质上就是氧化反应与还原反应分开在两个电极上进行。初学者对原电池电极反应的书写感到难度很大，甚至无从下手。主要原因在于对原电池原理理解不透、在书写上没有理清思维顺序，导致思维混乱。因此应从以下两个方面进行突破。　　一、原理的理解　　原电池反应的总反应与普通化学反应总反应

2、没有区别。不同的是，普通的化学反应，是氧化剂与还原剂直接接触，还原剂直接将电子转移给氧化剂。而原电池反应，氧化剂与还原剂分开在两个电极附近，还原剂将电子通过导线转移到正极，氧化剂从正极的电极上获得电子。一个简单的比方是：普通化学反应类似于老板直接将工资发给员工，原电池反应类似于老板将工资存在银行，员工从柜员机上取得工资，这个工资本质上还是老板给的。所以，要根据原电池总反应写出两个电极反应，关键是要弄清楚该反应中氧化剂和还原剂分别是如何转化的，也就是学会分析“半反应”。先从简单的氧化还原反应进行分析，如Cu-H2SO4-Zn原电池。总反应为Zn+H2S

3、O4=ZnSO4+H2↑，离子反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑。负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）；正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）。负极反应式+正极反应式=总反应式（氧化还原反应）。　　二、书写技巧　　上述原理在理解上看似简单，但是碰到陌生度较高的反应或较为复杂的反应，学生仍然感到分析困难，书写电极反应式不但慢，而且正确率低。一般教学中都是用总反应式减去一个电极反应式得到另一个电极反应式，但是教学实践表明，学生要接受这种方法比较困难。其实，原电池反应仍然遵守化学方程式的最基本原理：原子守恒、电荷守恒、电子守恒。我们按照“守恒法”进

4、行有序思维，问题会变得简单。例如铅蓄电池的反应书写步骤如下：　　第一步：写出总反应式（如果是离子反应的，写出离子反应方程式）。　　Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O　　第二步：标出化合价变化，分析发生氧化反应与还原反应的物质。在相应物质后面标出电子得失，再选择简单的变化先写出来，特别要注意介质的作用。如上式中简单的变化是负极的反应：Pb-2e-=Pb2+，介质中存在SO42-，它与Pb2+结合后成为PbSO4沉淀。故负极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，直接在总反应式中把这个变化标出来：　　Pb-2e-+SO42-

5、+PbO2+4H++SO42-=PbSO4+　　PbSO4+2H2O（划线部分为负极反应）　　第三步：注意上式与原总反应式相比，左边多写了“-2e-”，因此要再添上“+2e-”才会守恒。故Pb-2e-+SO42-+PbO2+4H++　　SO42-+2e-=PbSO4+PbSO4+2H2O。　　第四步：将上式中非划线部分拉出来单独写就是正极的反应式：　　PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O　　按照上述方法，稍加训练，就可以快速书写原电池的电极反应式。　　下面再举两例：　　1.在碱性条件下的甲烷燃料电池：　　CH4+2O2+2OH-

6、=CO32-+3H2O　　这里要先向学生介绍燃料电池中一个基本规律：氧化剂氧气得电子，直接结果是生成O2-，但是，如果是水溶液中，则O2-不能稳定存在。在酸性条件下，O2-+2H+=H2O（回忆并比较：Na2O+2H+=　　2Na++H2O），在中性或碱性条件下，O2-+H2O=2OH-。（回忆并比较：Na2O+H2O=2Na++2OH-）　　结合上述规律和“守恒法”写甲烷燃料电池的电极反应就很容易了：　　第一步：写出总反应式（略）。　　第二步：写出氧气得电子情况，2O2+8e-，考虑到介质是碱性条件，故生成的氧离子立即与水结合生成OH-：2O2+8

7、e-+4H2O=8OH-，这样总反应式变为：　　O2+8e-+4H2O+CH4+2OH-=CO32-+　　3H2O+8OH-（划线部分为负极反应）　　第三步：上式与原来总反应式相比，显然原子、电子、电荷都不守恒。左边多了“+8e-+4H2O”。右边多了“+8OH-”，故要左边添上“-8e-+8OH-”，右边添上“+4H2O”，等式就成立了：O2+8e-+4H2O+CH4+2OH--　　8e-+8OH-=CO32-+3H2O+8OH-+4H2O。　　第四步：将非划线部分整理后单独写出就成为正极反应式：　　CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

8、　　2.熔融盐燃料电池：　　以氧气为氧化剂，一氧化碳为燃料，以熔融的碳酸钾为介质（碳酸根离子可以迁移）的某熔