让书写化学电源电极式不再难

摘 要： 在中学化学中，介绍了几种常见的化学电源及其工作原理，其中电极反应式的书写是教学中的一个难点。在教学中书写电极反应的基本方法一般是根据化学电源反应原理或者牢牢抓住总的反应方程式。本文介绍了另一种书写电极反应式的小窍门，能够更好地帮助学生解决这一难点。

关键词： 化学电源 电极反应 电极式

根据原电池的反应原理，人们设计和生产了多种化学电源，包括一次电池、二次电池和燃料电池等。它们在生产生活和国防等方面得到了广泛的应用。

在中学化学中，我们着重介绍了银―锌钮扣电池、锌―锰电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池等几种常见的化学电源及其工作原理。化学电源电极反应式的书写是教学中的一个难点，如何突破这个难点是本文所要介绍的。

在教学中一般根据化学电源反应原理或者牢牢抓住总的反应方程式来书写其电极反应式。显然，这是书写电极反应的基本方法，但学生在不了解电源反应机理或没有总的反应方程式的情况下，书写电极反应式仍然很困难。本文介绍了一种书写电极反应式的小窍门，很好地帮助学生解决了这一难点。

1.书写电极反应式的常用方法

1.1根据其反应原理

例：铅蓄电池电极反应机理是溶解沉积机理。铅蓄电池的正极活性物质是PbO，其放电反应机理为：

PbO +4H Pb +2HO （溶解）

Pb +2e Pb（电子转移）

Pb + SO PbSO （沉积）

即：PbO +4H+SO+2ePbSO +2HO。即反应的第一步为PbO通过电化学溶解生成Pb离子，Pb还原生成游离的Pb离子，然后与溶液中SO离子结合生成不溶性的PbSO 。

铅蓄电池的负极活性物质是Pb粉，其放电反应机理为：

Pb -2e Pb（溶解）

Pb +SO PbSO （沉积）

即：Pb + SO -2ePbSO

放电时，Pb在硫酸中的阳极氧化过程中电势低于某临界值，溶解为Pb ，它们借助于扩散方式离开电极表面，随即遇到SO，当超过PbSO溶度积时产生PbSO 沉淀。

所以铅蓄电池的放电反应为：

正极：PbO + 4H+SO+2ePbSO + 2HO

负极：Pb + SO -2ePbSO

总反应：Pb + PbO +2HSO=2PbSO +2HO

铅蓄电池的充电反应是上述反应的逆反应。

1.2 牢牢抓住总的反应方程式

只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。

例：锌-锰干电池在放电时的总反应方程式为：

Zn +2MnO +2NH= Zn +2NH +MnO +HO

原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。易知该原电池负极反应为：

Zn -2e Zn，则由总反应式减去负极反应式可得正极反应：2MnO+2NH +2e 2NH +MnO +HO

2?郾书写电极反应式小窍门――拆分物质，借助于假设反应

2.1 酸性电解质溶液

当电解质溶液为酸性时，根据2H +O=2HO……①，我们假设可发生反应：O +2H HO……②

再以铅蓄电池（电解质溶液：硫酸）为例：

负极活性物质是Pb粉，电极反应的书写较为简单：

Pb -2e Pb，Pb + SO PbSO

即：Pb + SO -2ePbSO

正极活性物质是PbO，可把PbO 拆分为Pb和2O。

Pb +2e Pb，Pb + SO PbSO

由②得：2O +4H 2HO

即：PbO + 4H+SO+2ePbSO + 2HO

总反应为：Pb + PbO + 2HSO=2PbSO + 2HO

2.2 碱性电解质溶液

当电解质溶液为碱性时，由于H +OH= HO……③

由②-③可得：O + HO 2OH ……④

（1）以银-锌电池（电解质溶液：KOH溶液）为例：

负极是Zn，负极发生氧化反应

Zn -2e Zn，Zn +2OH Zn（OH）

即：Zn -2e +2OHZn（OH）

正极是AgO，可把AgO拆分为2Ag 和O。

2Ag +2e 2Ag，由④得：O + HO2OH，

即AgO+2e+HO2Ag+2OH。

总反应为：Zn +AgO+HO=2Ag +Zn（OH）

（2）再以Fe-Ni电池（电解质溶液：KOH溶液）为例：

负极是Fe，负极发生氧化反应

Fe -2e Fe，Fe +2OH Fe（OH）

即：Fe -2e +2OHFe（OH）

正极是NiO，可把NiO拆分为Ni和2O。

Ni +2e Ni，Ni +2OH Ni（OH），

由④得：2O +2HO 4OH

即：NiO +2HO+2eNi（OH）+2OH

总反应为：Fe +NiO +2HOFe（OH） +Ni（OH）

3?郾结语

《普通高中化学课程标准》只要求学生通过查阅资料能够了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。但在中学化学教材练习及考试时却要求学生能够掌握某些常见化学电源的电极反应方程式的书写。这是个教学的难点，我通过课组共同摸索探讨，寻得书写电极式的小窍门，并在教学实践应用中取得了良好的效果。

参考文献：

［1］查全性.电极过程动力学导论［M］.第3版.北京：科学出版社，2002.

［2］郭炳，李新海，杨松青.化学电源――电池原理及制造技术［M］.长沙：中南工业大学出版社，2000.

［3］朱松然.铅蓄电池技术（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2002.

［4］教育部.普通高中化学课程标准（实验）.北京：人民教育出版社，2003.省略

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”

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