原电池电极反应方程式的书写

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摘 要：原电池原理教学在整个中学化学教学中占有十分重要的地位。它融合了许多方面的知识，主要有：①氧化还原反应；②能量的转换、新能源的开发；③电解质溶液； ④金属的性质；⑤电学知识。高考关于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。

关键词：电极反应方程式的书写

利用原电池原理制得的各种新型电池不断涌现，原电池与其他的能源相比有许多的优点，因此，学习《化学能与电能》至关重要。

一、电极反应方程式的书写方法

1.先根据正负极材料的活性，判断原电池的正负极，确定正负极上发生反应的物质。

2.由负极开始书写，先写出负极材料（还原剂）所失的电子数及对应的氧化产物；然后写正极反应，写出氧化剂所得的电子数及对应的还原产物。

3.依据正负极得失电子总数相等的原则，正负极电极反应方程式相加，即可得到此原电池电池反应的总方程式。

例：将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀HCI和稀NaOH溶液中，写出两池的电极反应方程式。

甲 乙 丙

甲电池中发生的反应，学生很容易就能解答，对于盐酸溶液，镁更活泼，所以镁做负极，铝做正极，电极反应方程式为：

（负）Mg-2e-=Mg2+

（正）2H++2e-=H2

电池总反应方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2

在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。例如乙电池，当把电解质溶液改为NaOH溶液时，由于铝能与NaOH溶液反应，而镁不能，该电池中铝做负极，而镁做了正极，同时要考虑铝失电子后生成的铝离子和氢氧根不可以共存的问题。

负极（Al）：2Al-6e-+8OH-=AlO2-+4H2O

正极（Mg）：6H2O+6e-=3H2+6OH-

电池的总反应方程式为：2Al+2 OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

根据以上两个电池的分析，我们总结出电极反应方程式的书写规律：负极作还原剂，失电子，生成氧化产物；正极上氧化剂得电子，生成还原产物。

丙中：在浓HNO3作电解质溶液的原电池中，因为Al在浓HNO3中钝化，较不活泼的铜作负极，其电极反应方程式为：

负极（Cu）：Cu-2e-= Cu2+；

正极（Al）：2NO3- +4H+ + 2e-=2 NO2+2H2O。

电池的总反应方程式为：Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2+2H2O。

但随着反应的进行，浓HNO3逐渐变稀，正极电极反应方程式又有：NO3-+4H++3e-=NO+2H2O。虽然丙中书写起来难度更大，但只要我们把握规律，也同样能把难题解决。

二、电极反应方程式书写时的原则

1.确定原电池的负极时，不仅要考虑金属的活泼性，还要分析电解质溶液的性质。如丙装置，虽然铝的活泼性强，但铝遇浓硝酸会钝化，因此铜做负极。

2.一般负极失去电子生成阳离子，但一定要考虑该阳离子和电解质溶液中的离子能否大量共存。如乙装置，铝失去电子生成铝离子，但铝离子和溶液中的氢氧根离子不可以共存，因此电极反应方程式为：2Al-6e-+8OH-=AlO2-+4H2O。

3.燃料电池中如果正极上是氧气参与放电，在中性或碱性溶液中电极反应方程式为：O2+2H2O+4e-=4OH；在酸性溶液中，电极反应方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O。

4.燃料电池电极反应方程式的书写在近几年的高考中经常出现，尤其是负极电极反应方程式的书写对学生来说是一个难点，但只要掌握方法，很容易得分。首先写出负极的电极反应方程式：还原剂失电子生成氧化产物，根据化合价确定所失电子数同时要兼顾氧化产物与电解质溶液是否反应，然后用氢离子、氢氧根离子和水来调平衡。调平衡时把握原则：一般如果是酸性电解质，则氢氧根离子不出现在表达式中，如果是碱性电解质，则氢离子不出现在表达式中。

电极反应方程式的书写是高中化学电学知识部分的重点也是难点，但只要我们把握规律，找到方法，同样能把难题简单化，以上只是一点粗浅的体会，还需要在实践中探索完善。总之，作为教师，应该通过化学教学的各个环节，精心设计，学会分析，灵活运用，勇敢质疑，把学生真正培养成具有开拓精神的新型人才。

参考文献：

[1] 陈清泉，孙逢春，祝嘉光.电池原理与技术. 北京理工大学出版社，2002（11）

[2]陈全世，仇斌，谢起成.燃料电池. 清华大学出版社，2005（5）