电极反应式书写的一般原则
陕西省陇县中学721200 魏芳年
在电化学中电极反应式的书写一般要根据原电池，电解池工作原理入手。即原电池：负极发生氧化反应，正极发生还原反应；电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。整个过程中得失电子守恒。按一般思路为:确定电极，再考虑电解质中阴阳离子的流动情况，排出各极周围微粒放电顺序，写出电极反应式。但对学生而言，难以理解和掌握，所以不妨教给书写的一般原则，便于学生理解和应用。现将书写的一般原则归纳如下：
一加和性原则
根据得失电子守恒，总反应式应是两个电极反应式之和，若已知一个电极反应式，可用总反应式减去一个已知电极反应式得出另一个电极反应式。
例1:熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而可用li
2CO
3
和Na
2
CO
3
的熔
融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO
2
的混合物混合物为阴极燃气，制得６５０o C工作的燃料电池，完成有关的电极反应式：
阳极反应式：2CO+ 2 CO
32-
=
4CO
2+
4e-
阴极反应式：O
2+2 CO
2
+4e-= 2CO
3
2-
总反应式：2CO+ O
2=2 CO
2
解析：采用逆向思维，由题意知：阳极气体和阴极气体反应生成CO
2，而CO
2
又不与li
2CO
3
和Na
2
CO
3
的熔融盐混合物反应，所以，总反应式：2CO+ O
2
=2 CO
2
，
根据加和性原则，用总反应式减去阳极电极反应式得出阴极电极反应式：
O 2+2 CO
2
+4e-= 2CO
3
2-
二能否共存原则
电极反应式的书写必须考虑介质环境，因为物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同．
例２：已之原电池总反应式为：ＣＨ
４＋２Ｏ
２
＝ＣＯ
２
＋２Ｈ
２
０
（１）电解质溶液为ＫＯＨ溶液
（２）电解质溶液为Ｈ
２ＳＯ
４
溶液
分别写出该原电池的电极反应式
解析：根据原电池总反应式可知：在反应中ＣＨ
４被氧化，Ｏ
２
被还原，则
ＣＨ
４应在负极参加反应，Ｏ
２
应在正极参加反应，又根据能否共存原则：
在碱性溶液中ＣＯ
２
不可能存在，也不可能有Ｈ＋存在．
故负极反应式为：ＣＨ
４＋１０ＯＨ――８ｅ－＝ＣＯ
３
２－＋７Ｈ
２
Ｏ
正极反应式为：２Ｏ
２＋４Ｈ
２
０＋８ｅ－＝８ＯＨ－
若电解质溶液为酸性溶液，根据能否共存原则，不可能有ＯＨ－参加反应或生成．
负极反应式为：ＣＨ
４＋２Ｈ
２
Ｏ－８ｅ－＝ＣＯ
２
＋８Ｈ＋
正极反应式为：２０
２＋８Ｈ＋＋８ｅ＿＝４Ｈ
２
Ｏ
三加氧失氧原则
１加氧时就在反应物中加ＯＨ―或Ｈ２Ｏ
在中性或碱性溶液中加ＯＨ－（２ＯＨ―=Ｈ
２
０＋Ｏ２－）例３：＂纽扣＂电池以ＫＯＨ溶液为电解质溶液，其总反应式：
Ｚn ＋２Ａg ２Ｏ+Ｈ２０＝２Ａg ＋Ｚn （ＯＨ）２，根据加氧原则，负极反应式为：
Ｚn ＋２ＯＨ――２e －＝Ｚn （ＯＨ）２
酸性溶液中加Ｈ２０ （Ｈ２０=２Ｈ＋＋Ｏ２－）
例４：铅蓄电池以 Ｈ２ＳＯ４为电解质溶液，其充电时，总反应式为： ２Ｐb ＳＯ４＋２Ｈ２０＝Ｐb ＋Ｐb Ｏ２＋２Ｈ２ＳＯ４
其阳极反应式：Ｐb ＳＯ４＋２Ｈ２０－２ｅ－=Ｐb Ｏ２＋ＳＯ４２－＋４Ｈ＋ 2失氧时在反应物中加Ｈ２０和Ｈ＋
A :在中性或碱性溶液中加Ｈ２０或Ｈ＋ (Ｈ２０＋Ｏ２－=2ＯＨ―)
例5:如＂纽扣＂电池(碱性):正极反应式为：２Ａg ２Ｏ＋Ｈ２０+2ｅ＿＝２Ａg ＋2ＯＨ―
B: 在酸性溶液中加Ｈ＋ (2Ｈ＋＋Ｏ２－
=Ｈ２０)
例6: 铅蓄电池在放电时的总反应式为：
Ｐb ＋Ｐb Ｏ２＋２Ｈ２ＳＯ４=２Ｐb ＳＯ４＋２Ｈ２０
其正极反应式为：Ｐb Ｏ２＋ＳＯ４２－＋４Ｈ＋+2ｅ＿＝Ｐb ＳＯ４＋２Ｈ２０ 四 中性吸氧反应生碱原则
例6:1991年,我国首创以AI,空气,海水为原料组成的新型电池,用作航海标志灯.这种海水电池的能量比干电池高20-50倍,试写出该电池的电极反应式.
解析:此电池是在海水中性环境中通过AI 吸氧而建立起来的, 其负极反应式为：AI-3ｅ＿＝AI 3+
正极反应式为：2Ｈ２０+０２＋4ｅ＿＝4ＯＨ― (说明银锌电池,铁的吸氧腐蚀等都符合该原则) 五:自发性原则
如果以较活泼金属(金属活动顺序表中H 以前的)作原电池的电极材料,一般以能自发地与电解质溶液起反应的电极材料作负极,如果正负极材料都能电解质溶液起反应,则较较活泼金属材料作负极.
例7:Mg 和AI 用导线连接后分别平行插入到不同的电解质溶液中均能形成原电池,请写出电解质溶液为(1)稀Ｈ２ＳＯ４,(2)浓NaOH 溶液时的电极反应式为
解析:电解质为稀Ｈ２ＳＯ４时: Mg 和Al 都能与稀Ｈ２ＳＯ４反应,但Mg 比AI 活泼,所以,, Mg 作负极, AI 作正极,电极反应式为: 负极: Mg －２ｅ－=Mg 2+ 正极: 2Ｈ＋+2ｅ＿＝H 2
:电解质为浓NaOH 溶液时: Mg 不能与浓NaOH 溶液反应,而AI 为两性金属,能与浓NaOH 溶液反应,所以AI 为负极, Mg 为正极. 负极反应式为: AI+4ＯＨ―－3ｅ－= AIO 2-+2Ｈ２０
正极反应式为:2Ｈ２０+２ｅ－=Ｈ２+2ＯＨ―
六:竞争性原则
1 阳极产物的判断:首先看电极,当以较活泼金属(除Pt 和Au 外)作电解池的阳极材料时,则电极材料失电子,电极被溶解.如果是惰性电极(Pt 和Au 和石墨),则要看溶液中阴离子的失电子能力,其失电子能力由强到弱的顺序为:
S 2- >I - > Br - >Cl - > OH - >含氧酸根> F -
2阴极产物的判断:直接根据阳离子的放电顺序进行判断, 阳离子的放电顺
