丁文麗
在近幾年的高考中,以新型電池為背景對(duì)原電池知識(shí)進(jìn)行考核已成為必考的重點(diǎn)內(nèi)容.特別是對(duì)電池電極反應(yīng)式的書寫的考查,更是考查的重點(diǎn)內(nèi)容.下面,我結(jié)合高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐,對(duì)新型電池電極反應(yīng)式的書寫方法進(jìn)行一些探索.
一、掌握新型電池正負(fù)極的判斷方法
要正確書寫新型電池電極的反應(yīng)式,必須首先掌握電池正負(fù)兩極的判斷方法.可根據(jù)以下八種方法進(jìn)行判斷.
1.根據(jù)電池的電極材料判斷.如果電池是采用兩種金屬材料,則要分兩種情況:如果僅有一種金屬可以和電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),那么無論該金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱與否,它都一定要作負(fù)極;如果這兩種金屬都能與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),則活潑的金屬作電池負(fù)極.
2.根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷.在電池的外電路中,電流從正極流向負(fù)極;而電子的流動(dòng)方向與電流相反,它是從負(fù)極流向正極.
3.根據(jù)電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷.在組成原電池的溶液中,陽離子總是向電池正極運(yùn)動(dòng),而陰離子是向負(fù)極運(yùn)動(dòng)的.
4.根據(jù)兩極發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行判斷.在原電池中正極是得到電子而發(fā)生還原反應(yīng),而負(fù)極是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng).
5.根據(jù)電極質(zhì)量的增減來判斷.如果原電池工作一段時(shí)間后,其電極質(zhì)量增加,是因?yàn)橛薪饘訇栯x子在其上放電,說明其活潑性弱,它就是電池正極;反之就是電池的負(fù)極.
6.根據(jù)電池的反應(yīng)式來判斷.由于原電池發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),在反應(yīng)式中只要能判斷出氧化劑和還原劑,而氧化劑在正極上發(fā)生反應(yīng),還原劑在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng),這樣就能判斷出電池的兩極.
7.根據(jù)電極上是否有氣泡產(chǎn)生來判斷.在原電池的反應(yīng)中,如果電極上有氣泡(H2)產(chǎn)生,就表示氫離子在這個(gè)電極得到了電子,發(fā)生了還原反應(yīng),這個(gè)極就是正極.
8.根據(jù)電極上通入的氣體來判斷.對(duì)于燃料電池來說,由于其電極材料相同,電極一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只傳導(dǎo)電子,所以根據(jù)兩極通入的氣體成分就能判斷正負(fù)極.
二、掌握新型電池電極反應(yīng)式的書寫
(一)原電池電極反應(yīng)式的書寫原則.
電池電極反應(yīng)式的書寫要遵循以下原則:
一是正極:得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),一般情況下是溶液的陽離子在正極得到電子.
二是負(fù)極:失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),一般情況下是負(fù)極本身失去電子.
三是電池反應(yīng)的總反應(yīng)式=正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式.
四是對(duì)于可逆電池來說,放電的過程適用于原電池原理,而充電的過程適用于電解池原理.
五是在原電池中遵循電荷守恒定律,即得失電子數(shù)相等.
(二)新型電池電極反應(yīng)式書寫技巧
1.根據(jù)電池的圖示裝置寫反應(yīng)式
首先要分析、判斷出電池裝置的正負(fù)極,然后再書寫電極反應(yīng)式.其書寫技巧如下:
(1)負(fù)極.
①如果是負(fù)極本身被氧化,則電極反應(yīng)式要分為兩種情況:一是負(fù)極的金屬失去電子后生成的金屬陽離子不與電解質(zhì)溶液的成分發(fā)生反應(yīng),則電極反應(yīng)式可表示成:M-ne-Mn+.二是如果負(fù)極金屬去電子后生成的金屬陽離子與電解質(zhì)溶液的成分發(fā)生反應(yīng),則這時(shí)的反應(yīng)式需要把金屬陽離子與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)、金屬失電子的反應(yīng)這兩個(gè)反應(yīng)式合寫在一起.
②如果負(fù)極材料本身不發(fā)生反應(yīng)(如燃料電池),在書寫負(fù)極反應(yīng)式時(shí),必須把燃料失去電子的反應(yīng)和產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)合起來寫.
(2)正極.
①如果負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)就是電解質(zhì)溶液中的某種微粒.
②如果負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)就是電解質(zhì)溶液中的O2.
2.根據(jù)原電池反應(yīng)來書寫電極反應(yīng)式.
首先確定兩個(gè)電極的產(chǎn)物;其次,根據(jù)電荷守恒定律寫出電極反應(yīng)式;最后,檢驗(yàn)兩極反應(yīng)式相加得到的電池總反應(yīng)式和原化學(xué)方程式是否相同,相同則書寫正確.
3.根據(jù)總反應(yīng)式和其中一個(gè)電極反應(yīng)式書寫另一電極反應(yīng)式.
此時(shí),用總反應(yīng)式減去已知電極的反應(yīng)式就可得到另一電極的反應(yīng)式.
總之,書寫新型電池的電極反應(yīng)式,需要依據(jù)電池兩極的判斷方法和原電池的書寫原則.根據(jù)不同情況來掌握以上的書寫技巧,就能正確寫出電極反應(yīng)式.