談電極反應(yīng)式的書寫技巧

◇ 甘肅 雒煥麟

在近幾年的高考中，學(xué)生在電極反應(yīng)式書寫部分的得分率相當(dāng)?shù)?因此，在日常教學(xué)與復(fù)習(xí)過程中，高中化學(xué)教師應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行書寫技巧的指導(dǎo)，促使學(xué)生能夠提高電極反應(yīng)式書寫的水平.本文將從“原電池”以及“燃料電池”談一談電極方程式書寫的技巧.

1 原電池電極方程式的書寫

在原電池部分知識(shí)的學(xué)習(xí)中，教師需要根據(jù)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，幫助學(xué)生掌握原電池工作的原理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主解題.教材中是以Zn、Cu組成的原電池為例引入原電池的講解，電極反應(yīng)為

負(fù)極：Zn－2e－＝Zn2＋.

正極：2H＋＋2e－＝H2↑.

總反應(yīng)：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑.

在該反應(yīng)中，學(xué)生根據(jù)金屬的活動(dòng)性就能夠?qū)⒄?、?fù)極判斷出來.但是，在考試時(shí)，學(xué)生面對(duì)的題目往往不會(huì)這么簡(jiǎn)單直接，而是有一定的復(fù)雜性，這時(shí)學(xué)生的錯(cuò)誤率就會(huì)顯著升高.所以，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握原電池工作的原理，幫助他們更好地掌握書寫電極反應(yīng)方程式的技巧.

例1寫出Al、Mg與NaOH 溶液組成的原電池的電極反應(yīng).

分析如果僅僅根據(jù)金屬活動(dòng)性判斷正、負(fù)極，是無法正確書寫電極反應(yīng)式的.因此，教師需要引導(dǎo)學(xué)生從構(gòu)成原電池的條件入手，明確該原電池發(fā)生的自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是NaOH 溶液與Al的反應(yīng)，便可以從總反應(yīng)元素價(jià)態(tài)的變化得到答案.Al與NaOH溶液的反應(yīng)方程式為

離子反應(yīng)方程式為

負(fù)極反應(yīng)為

正極反應(yīng)為6H2O＋6e－＝6OH－＋3H2↑.

在教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生明確：負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；同時(shí)，教師在學(xué)生練習(xí)電極反應(yīng)方程式書寫的過程中，可以讓學(xué)生根據(jù)題目的具體情況改變正、負(fù)極與總反應(yīng)方程式書寫的順序，從而有效發(fā)散思維，掌握從易到難的書寫技巧.

2 燃料電池電極方程式的書寫

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃料燃燒的產(chǎn)物相同這一依據(jù)書寫燃料電池總反應(yīng)方程式.燃料電池的正極反應(yīng)物是氧氣，正極反應(yīng)是O2得電子生成O2－的過程.所以，正極反應(yīng)式的基礎(chǔ)是O2＋4e－＝2O2－，并且正極反應(yīng)式與電解質(zhì)也有一定關(guān)系.所以，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生重視電解質(zhì)酸、堿性的影響.燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫一般采用總反應(yīng)式與正極反應(yīng)式相抵消的方式得到，也可以根據(jù)“守恒法”直接寫出負(fù)極反應(yīng)式.

例2下列有關(guān)于甲烷燃料電池的說法不正確的是( ).(一個(gè)電子帶電量為1.6×10－19C)

A.負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋10OH－－8e－＝＋7H2O

B.正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH

C.隨著甲烷燃料電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性不會(huì)發(fā)生改變

D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每消耗5.6LO2，就可向外提供9.6×104C的電量

分析在本題中，學(xué)生能得到的信息只是甲烷燃料電池，所以，需要對(duì)每個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行篩選.該甲烷燃料電池的電解質(zhì)溶液為堿性溶液，即可根據(jù)燃料電池正極反應(yīng)式的書寫方法得到正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－.接著可以根據(jù)“守恒法”得到負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋10OH－－8e－＝＋7H2O，即選項(xiàng)A、B說法正確.又因?yàn)橥ㄟ^正極反應(yīng)式可以知道O2得到4個(gè)電子，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗5.6L 氧氣時(shí)可向外提供10－19C＝9.6×104C，即選項(xiàng)D 說法正確.因?yàn)椋?fù)極每消耗10molOH－，正極產(chǎn)生8 molOH－，所以溶液中OH－濃度減小，因此電解質(zhì)溶液的堿性會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤.答案為C.

總而言之，教師需要重視學(xué)生日常學(xué)習(xí)活動(dòng)中電極反應(yīng)式的書寫情況，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生書寫電極方程式的能力，幫助學(xué)生理解知識(shí)要點(diǎn)，促使學(xué)生能夠在解題時(shí)結(jié)合電極反應(yīng)發(fā)生的變化分析整個(gè)過程，從而得到準(zhǔn)確的電極反應(yīng)式.