用“三步法”書寫電極反應(yīng)式的方法與技巧

張士碧

(福建省漳平第一中學(xué) 364400)

《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱(理科)》“化學(xué)反應(yīng)與能量考試范圍與要求”的第⑧點(diǎn)是：理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.電極反應(yīng)式的書寫一直是高中化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)和高考難點(diǎn)，本文就“三步法”的方法、技巧舉例分析，對電極反應(yīng)式的書寫難點(diǎn)加以突破，闡述如下.

一、“三步法”的含義

由總反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式，可分為三個步驟，稱“三步法”：

1.畫雙線橋，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目；

2.根據(jù)雙線橋，在反應(yīng)物下方標(biāo)出相應(yīng)的電極名稱(正負(fù)極或陰陽極)；

3.根據(jù)電極名稱和雙線橋，由對應(yīng)反應(yīng)物、生成物和電子得失數(shù)目，寫出電極反應(yīng)式.

需要注意的是，電池中介質(zhì)(指酸堿性等電解質(zhì)溶液)的離子或分子，如參加反應(yīng)要寫入電極反應(yīng)式.酸性溶液中電極反應(yīng)式可以有H+，不能有OH-，堿性溶液中電極反應(yīng)式可以有OH-，不能有H+.

分析用“三步法”分析電池總反應(yīng)式

“三步法”將電極反應(yīng)式書寫可分為三步，易于理解掌握.

二、可充放電電池電極反應(yīng)式書寫

用“三步法”分析可充放電電池總反應(yīng)時，可直接在同一個雙線橋上標(biāo)出反方向的得失電子情況，標(biāo)出電極名稱，進(jìn)而書寫兩個方向的電極反應(yīng)式.

例2 鉛蓄電池總反應(yīng)為：

分析

寫出電極反應(yīng)式.

可充放電電池放電時為原電池，充電時為電解池.放電時原電池負(fù)極反應(yīng)的逆過程為充電時電解池的陰極反應(yīng)，放電時原電池正極反應(yīng)的逆過程為充電時電解池的陽極反應(yīng).抓住這一技巧，能迅速地由原電池的電極反應(yīng)式寫出電解池的電極反應(yīng)式.

三、燃料電池電極反應(yīng)式書寫

1.水溶液燃料電池

例3 以蔗糖為底物稀硫酸為電解質(zhì)溶液的燃料電池總反應(yīng)為：

寫出電極反應(yīng)式.

2.固體電解質(zhì)燃料電池

例4 (1)某固體電池MO為電解質(zhì)，電池中傳導(dǎo)的離子為O2-，分別由兩極通入CO和空氣；(2)天然氣-空氣燃料電池，電解質(zhì)為熔融K2CO3，一極通入天然氣，另一極通入空氣和CO2.寫出以上電池電極反應(yīng)式.

分析(1)

(2)

四、新型電池電極反應(yīng)式書寫

新型電池一般以“文字+圖像”形式呈現(xiàn)，信息量大，要注意分析圖中信息，先判斷出電池類型和電極名稱，抓住總反應(yīng)式，用“三步法”進(jìn)行分析，能順利解題.

例5 (2018年全國高考理綜Ⅰ卷第13題)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除.示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：

該裝置工作時，下列敘述錯誤的是( ).

A．陰極的電極反應(yīng)：

B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：

C．石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性

“三步法”分析：

綜合分析得本題答案為C.

綜上所述，用“三步法”能迅速書寫電極反應(yīng)式，有效突破這個難點(diǎn).