论文部分内容阅读
电极反应式的书写是选修四《化学反应原理》中重要的知识点，也是重要的考点，更是一个教学难点。很多教学参考书和教辅资料中基本上都是用先写出总的化学方程式，再写出两极中较为简单的一极，然后由总的减去简单的一极，这样就得到了另外一极。在教学中我开始也是这样教学生的，但总感觉这样教学生掌握情况不好，总的方程式不一定能写，简单的一极可能也写不出来，并且花的时间比较长，只要一处出错可能会导致满盘皆输。我在教学中不断地反思和改进，最后找到写电极反应式的“妙”法，用此法写学生很容易掌握，也不容易出错，确实能达到事半功倍的效果。
一、电极反应式书写步骤
1.先确定正负极参加反应的反应物和生成物（有的反应式不一要知道生成物），并确定得失电子的多少。
2.根据电荷守恒，在水溶液中用H 或OH-（熔融状态下根据题目中给的离子）补齐电荷，使等号两边的电荷相等。
3.根据质量守恒，将反应式配平。将两极电荷变为相等，然后相加即得总的反应方程式。
二、电极反应式书写举例
1.铅蓄电池放电电极反应式的书写 负极：反应物为Pb，生成物为PbSO4，而Pb变为PbSO4失去2e-，所以电极反应为Pb-2e- SO42-=PbSO4。
正极：反应物为PbO2，生成物为PbSO4，PbO2变成PbSO4得到2e-，即得PbO2 2e- SO42-=PbSO4；此式子左边带4个单位负电荷，为使两边电荷相等，故在左边配上4个H （也可以在右边配4个OH-，但此电池是在硫酸条件下进行的，所以不能在右边配OH-）；此时左边有4个H，电荷已守恒，所以在右边配两个水，即得PbO2 2e- SO42- 4H =PbSO4 2H2O。
2.氢氧燃料电池电极反应式的书写 （1）酸性条件
负极：H2失去电子变为H ，故电极反应为H2-2e-=2H
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在酸性条件下，故只能表示为O2 4e- 4H =；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 4H =2H2O。
（2）碱性条件
负极：H2失去电子变为H ，故电极反应为H2-2e-=；左边电荷为2正电荷，等号两边相等，左边可加2OH-，也可左边加2H ，此反就是在碱性条件下，故只能表示为H2-2e- 2OH-=；根据质量守恒负极反应为H2-2e- 2OH-=2H2O。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在碱性条件下，故只能表示为O2 4e-=4OH-；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 2H2O=4OH-。
3.CH3OH与O2形成燃料电池
（1）酸性条件
负极：CH3OH中的C为-2价，与O2反应生成CO2，所以表示为CH3OH-6e-=CO2；此式左边带了6个正电荷，故等号左边可加6OH-，也可在右边加6H ，而此为酸性环境，只能表示为CH3OH-6e-=CO2 6H ；根据质量守恒，所以最终负极电极反应为CH3OH-6e- H2O=CO2 6H 。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在酸性条件下，故只能表示为O2 4e- 4H =；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 4H =2H2O。
（2）碱性条件
负极：CH3OH中的C为-2价，与氧反应生成CO2，在碱性条件下CO2与OH-反应生成CO32-，所以表示为CH3OH-6e-=CO32-；此式左边带了6个正电荷，右边带了2个负电荷，故等号左边可加8OH-，也可在右边加8H ，而此为碱性环境，只能表示为CH3OH-6e- 8OH-=CO32-；根据质量守恒，所以最终负极电极反应为CH3OH-6e- 8OH-=CO32- 6H2O。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在碱性条件下，故只能表示为O2 4e-=4OH-；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 2H2O=4OH-。
4.固体氧化物燃料电池 美国成功开发便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空氣，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2-。
负极：C3H8中的3个C为化合价为-8，反应生成CO2，3个C共失去20e-，可表示为C3H8-20e-=3CO2；左边带20个正电荷，因在这里面传导的是O2-，故在左边加上10个O2-表示为C3H8-20e- 10O2-=3CO2；根据质量守恒负极电极反应为：C3H8-20e- 10O2-=3CO2 4H2O。
正极：O2变为-2价的O，熔融状态下能传导O2-，所以正极电极反应为O2 4e-=2O2-。
三、电极书写关键
用此方法书写电极反应很是方便，电解池阴阳极的书写也只要运用这种方法，就能将复杂的知识简单化，学生也很容易掌握，且能提高学生学习化学的兴趣。在书写过程中最关键的就是要知道元素的化合价以及得失电子的多少，其它就只要遵守两个守恒，一切就迎刃而解了。
（作者单位：湖南省桑植县第一中学 427100）
一、电极反应式书写步骤
1.先确定正负极参加反应的反应物和生成物（有的反应式不一要知道生成物），并确定得失电子的多少。
2.根据电荷守恒，在水溶液中用H 或OH-（熔融状态下根据题目中给的离子）补齐电荷，使等号两边的电荷相等。
3.根据质量守恒，将反应式配平。将两极电荷变为相等，然后相加即得总的反应方程式。
二、电极反应式书写举例
1.铅蓄电池放电电极反应式的书写 负极：反应物为Pb，生成物为PbSO4，而Pb变为PbSO4失去2e-，所以电极反应为Pb-2e- SO42-=PbSO4。
正极：反应物为PbO2，生成物为PbSO4，PbO2变成PbSO4得到2e-，即得PbO2 2e- SO42-=PbSO4；此式子左边带4个单位负电荷，为使两边电荷相等，故在左边配上4个H （也可以在右边配4个OH-，但此电池是在硫酸条件下进行的，所以不能在右边配OH-）；此时左边有4个H，电荷已守恒，所以在右边配两个水，即得PbO2 2e- SO42- 4H =PbSO4 2H2O。
2.氢氧燃料电池电极反应式的书写 （1）酸性条件
负极：H2失去电子变为H ，故电极反应为H2-2e-=2H
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在酸性条件下，故只能表示为O2 4e- 4H =；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 4H =2H2O。
（2）碱性条件
负极：H2失去电子变为H ，故电极反应为H2-2e-=；左边电荷为2正电荷，等号两边相等，左边可加2OH-，也可左边加2H ，此反就是在碱性条件下，故只能表示为H2-2e- 2OH-=；根据质量守恒负极反应为H2-2e- 2OH-=2H2O。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在碱性条件下，故只能表示为O2 4e-=4OH-；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 2H2O=4OH-。
3.CH3OH与O2形成燃料电池
（1）酸性条件
负极：CH3OH中的C为-2价，与O2反应生成CO2，所以表示为CH3OH-6e-=CO2；此式左边带了6个正电荷，故等号左边可加6OH-，也可在右边加6H ，而此为酸性环境，只能表示为CH3OH-6e-=CO2 6H ；根据质量守恒，所以最终负极电极反应为CH3OH-6e- H2O=CO2 6H 。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在酸性条件下，故只能表示为O2 4e- 4H =；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 4H =2H2O。
（2）碱性条件
负极：CH3OH中的C为-2价，与氧反应生成CO2，在碱性条件下CO2与OH-反应生成CO32-，所以表示为CH3OH-6e-=CO32-；此式左边带了6个正电荷，右边带了2个负电荷，故等号左边可加8OH-，也可在右边加8H ，而此为碱性环境，只能表示为CH3OH-6e- 8OH-=CO32-；根据质量守恒，所以最终负极电极反应为CH3OH-6e- 8OH-=CO32- 6H2O。
正极：O2变为-2价的O，可表示为O2 4e-=；此时左边已经有了4个负电荷，为了等号两边电荷相等，可以在左边加4个H ，也可以在右边加4个OH-，但是在碱性条件下，故只能表示为O2 4e-=4OH-；根据质量守恒所以最终电极反应式为O2 4e- 2H2O=4OH-。
4.固体氧化物燃料电池 美国成功开发便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空氣，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2-。
负极：C3H8中的3个C为化合价为-8，反应生成CO2，3个C共失去20e-，可表示为C3H8-20e-=3CO2；左边带20个正电荷，因在这里面传导的是O2-，故在左边加上10个O2-表示为C3H8-20e- 10O2-=3CO2；根据质量守恒负极电极反应为：C3H8-20e- 10O2-=3CO2 4H2O。
正极：O2变为-2价的O，熔融状态下能传导O2-，所以正极电极反应为O2 4e-=2O2-。
三、电极书写关键
用此方法书写电极反应很是方便，电解池阴阳极的书写也只要运用这种方法，就能将复杂的知识简单化，学生也很容易掌握，且能提高学生学习化学的兴趣。在书写过程中最关键的就是要知道元素的化合价以及得失电子的多少，其它就只要遵守两个守恒，一切就迎刃而解了。
（作者单位：湖南省桑植县第一中学 427100）