程序化書寫復雜的電極反應

羅貴長

(福建省廈門英才學校 361000)

各種應用軟件的運行是程序化的、公司的管理也是程序化的、工業生產的自動化也都是程序化的，學習、解決化學問題同樣可以也很需要程序化.程序化解決化學問題是指按照某些固定的程序步驟就可以得到結果的處理過程.這種程序必須是確定的、有效的，當然同時也是有限的，能提高解決大多數同一類型問題的效率.

電化學中電極反應的書寫不僅是電化學教學的重點和難點，更是高考的熱點題型之一.高考中出現的都是各種陌生的、較為復雜的反應，難度較大.根據電化學原理即是氧化還原反應的本質，可將此類題目的解題思路進行程序化，不僅可以降低學生在解決該問題時的心理負擔，還能達到快速準確解決問題的目的.

復雜電極反應書寫的程序：

第一步，根據題目信息找出反應物和生成物，并配平；

第二步，根據化合價的變化量寫出得失電子數；

第三步，根據電荷守恒補缺項；(在水溶液環境中，缺項一般為H+或OH-，根據環境的酸堿性選擇.)

第四步，根據原子守恒平兩邊.

負極上的電極反應式：

第一步，根據題目信息寫出反應物和生成物，并配平：負極上發生的是還原反應，反應物是Zn，產物是ZnO.

第二步，根據化合價的變化量寫出失電子數：Zn的化合價由0價變為+2價，失去2個電子

第三步，根據電荷守恒補缺項.第二步后，電極反應式左邊電荷總數為+2，右邊電荷總數為0，根據電荷守恒，可在左邊加2OH-，也可在右邊加2H+.因為是堿性環境，所以選擇左邊加2OH-.

第四步,根據原子守恒平兩邊.第三步后左右兩邊H、O原子個數不守恒，應在右邊補上H2O，并配平.

同樣的方法步驟也可快速準確地寫出正極上的電極反應：

第二步：MnO2+2e-→ Mn(OH)2

用此程序化步驟可快速正確地寫出多種形式的復雜的電極反應式.以下幾題是近年高考中不同形式的電化學的題目，都可用此程序化步驟解題.

例1 (2015福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如右圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)，下列說法正確的是( ).

A．該裝置將化學能轉化為光能和電能

B．該裝置工作時，H+從b極區向a極區遷移

C．每生成1 mol O2，有44g CO2被還原

D．a電極的反應為：

程序化解題D選項a電極的電極反應式.

第二步：3CO2+18e-→ C3H8O

例2(2014全國新課標Ⅱ卷，27(3))PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取.陽極發生反應的電極反應式為____.

程序化解題

例3 (2015江蘇化學，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖,下列有關該電池的說法正確的是( ).

B．電極A上H2參與的電極反應為：

D．電極B上發生的電極反應為：

程序化解題B選項中電極A上H2參與的電極反應式.

第二步：H2-2e-→H2O

同時也可輕松寫出電極A上CO參與的電極反應：

利用此程序，多加練習，靈活應用，能快速正確地書寫出大多數的電極反應的書寫，但不能保證所有類型的電極反應式書寫都適用，畢竟程序是有限的.