书写原电池电极反应的原则与技巧

一、书写电极反应的原则

电极反应是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。另外还遵循：

1．加和性原则：两电极反应式相加，消去电子后得电池总反应式。利用此原则，电池总反应式减去已知的一电极反应式得另一电极反应方程式。

2． 共存原则：碱性溶液中CO₂不可能存在，也不会有H⁺参加反应或生成；同样酸性溶液，不会有OH^—参加反应或生成。根据此原则，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。

二、书写电极反应的技巧

1．准确判断两个电极

例1．将锌片和铝片用导线相连，分别插入稀硫酸、浓硫酸中，写出两原电池中的电极反应式和电池反应式。

解析：稀硫酸作电解质溶液时，较活泼的铝被氧化，锌片上放出氢气，所以：负极(铝片)：2Al—6e^—==2Al³⁺      正极(锌片)：6H⁺ +6e^—==3H₂↑

电池反应：2Al +6H⁺ ==2Al³⁺ +3H₂↑

浓硫酸作电解质溶液时，因常温下铝在浓硫酸中发生钝化现象，而锌能与浓硫酸反应，所以此时锌片作负极，铝片作正极：

负极(锌片)：Zn—2e^—==Zn²⁺    正极(铝片)：4H⁺+SO₄^2—+ 2e^—==SO₂↑+ 2H₂O

电池反应：Zn+2H₂SO₄(浓)==ZnSO₄+ SO₂↑+ 2H₂O    

2．注意运用电池总反应式

例2．将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池。则通入甲烷的一极为电池的______极，这一极的电极反应式为_____________。

解析：甲烷燃烧发生的氧化还原反应为：CH₄+2O₂ ==CO₂+ 2H₂O，碱性溶液中CO₂不可能释放出去：CO₂+2OH^—==CO₃^2—+3H₂O，所以电池总反应式为：CH₄ +2O₂+2OH^—==CO₃^2— +3H₂O。通甲烷的一极发生氧化反应，故为负极。正极吸收氧，可看作发生吸氧腐蚀：2O₂+ 4H₂O+8e^— == 8OH^—，总反应减去正极反应得负极反应：CH₄+10OH^——8e^—== CO₃^2—+7H₂O     

3．关注电解质溶液的酸碱性

例3．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。

⑴用KOH作电解质溶液，电极反应产生的水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：2H₂+O₂==2H₂O，则电极反应式分别为___________；

⑵如把KOH改为稀H₂SO₄作导电物质，则电极反应式为___________。

解析：在应用电池中，电解质参与电极反应，但在整个反应过程中只起桥梁作用，如酸性电解质，H⁺参加一个电极反应，但另一电极反应必有H⁺生成，同时不能出现OH^－；碱性电解质也有类似情况。

答案：⑴负极：2H₂—4e^—==4H⁺，正极：O₂+4H⁺+4e^—==2H₂O；

⑵负极：2H₂+4OH^——4e^—==4H₂O，正极：O₂+2H₂O+4e^—＝=4OH^—。

4．不能忽视电子转移数相等

在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。这样可避免由总反应式改写成电极反应式所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。