快速书写原电池电极反应的一种方法
原电池电极反应的书写,对学生来说有一定的难度,特别是近年来科技的迅猛发展,新型电池如雨后春笋,学生更是“剪不断、理还乱”,越理越乱。不少学生采取了死记硬背的办法,结果是功夫没少下,效果甚微。在教学中,我们将“三大原理”应用于原电池电极反应的书写,取得了较理想的效果。
这里所说的“三大原理”,指的是电子守恒、电荷守恒及原子守恒。下面就以氢氧燃料电池为例说明之。
第一步 确定电子得失数目
根据原电池总方程式2H2+O2=2H2O,确定电子转移数目为4e-,要说明的是,如将原电池总方程式写成H2+ O2=H2O, 则电子转移数目为2e-。
第二步 确定先写正极还是先写负极的电极方程式
先写正极还是先写负极的电极方程式,要看电解质溶液。一般地,如果电解质溶液能够提供OH-、CO32-、O2-等阴离子,先写负极;如果电解质溶液能够提供H+、NH4+等阴离子,先写正极。
对于氢氧燃料电池,电解质为H2SO4 ,先写正极:O2+4e- H2O ;电解质为KOH,先写负极:2H2 - 4e- H2O 。
第三步 确定电荷守恒
在第二步的基础上,电解质为H2SO4 ,正极:O2+4e-+4H+ H2O ;电解质为KOH,先写负极:2H2 - 4e- +4OH- H2O 。
第四步 由原子守恒配平电极反应
第三步中的电极反应配平后,分别为:电解质为H2SO4 ,正极:O2+4e-+4H+ = 2H2O ;电解质为KOH,先写负极:2H2 - 4e- +4OH- = 4H2O 。
第五步 另一半电极反应的书写
用原电池总方程式减去正极电极反应,得到负极电极反应;用原电池总方程式减去负极电极反应,得到正极电极反应。
最后,得到氢氧燃料电池的电极反应分别为:
(1) 总反应式:2H2+O2=2H2O, 电解质为H2SO4
负极:2H2 -4e- = 4H+
正极:O2+4e-+4H+ = 2H2O