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原电池电极反应方程式的书写
原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠；可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护，是现代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。
分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一是根据题给电池反应方程式书写；二是根据题意文字叙述书写。下面就结合2009年高考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。
一、根据题给电池反应方程式书写
例1：天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时，LiCoO2中Li被氧化， Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为CoO2+LiC6 LiCoO2+C6，下列说法正确的是（ ）
A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-=Li++C6
B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2
C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低
解析：可充电电池放电时发生原电池反应，两个电极称为正、负极；充电时发生电解反应，两个电极称阴、阳极。
该充电电池放电时：CoO2+LiC6＝LiCoO2+C6 ，B选项就是考查原电池电极反应方程式的书写。
首先分析元素化合价的变化（如果化合价确定较难，就要充分利用题给信息）
根据题意：充电时，LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。可知放电时CoO2中+4价的Co变为LiCoO2中+3价的Co，LiC6中0价 的 Li变为LiCoO2中+1价的Li
然后根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，写出两个电极的物质变化，但要注意物质的存在形式。如负极物质变化可表示如下：LiC6＝Li+
分析化合价的变化，此过程中要失去一个电子，可表示如下：LiC6-e-＝Li+
其次检查方程式左右两边电荷是否相等。上式中左右两边各带一个单位的正电荷。若不相等，就要选择合适的离子配平电荷，但这时要特别注意介质的影响。如酸性介质时，常选H+；而碱性介质时，常选OH-.
最后，还要检查是否符合质量守恒。
所以，负极的电极反应方程式就表示为：负极 LiC6-e-＝Li++ C6
将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下：
列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）
选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守恒）
巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）
根据以上的方法，就可写出该电池的正极反应式：
正极 Li++ CoO2 +e-= LiCoO2
当然，也可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。此时必须保证电池反应
转移的电子数等于电极反应转移的电子数。
二、根据题意叙述书写
此类问题常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的方
向。解决此类问题必须抓住一点：燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应，但要特别注意介质对产物的影响。
例2、（08山东卷29（2））以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；负极反应为 ；放电时，CO32-移向电池的 （填“正极”或“负极”）
解析：燃料电池反应等同于燃料的燃烧反应。此题中，电解质为熔融碳酸盐，不会与C3H8的燃烧产物CO2和H2O发生反应，所以电池反应即为：C3H8+5O2=3CO2+4H2O
根据例1归纳的步骤可分步写出负极反应：
（1） C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （C3H8中H为+1价，3个C表现-8价）
（2） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （电解质为熔融碳酸盐，选CO32-配平电荷）
（3） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O （质量守恒）
所以，负极 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O
同理，正极 5O2+20 e-+10 CO2=10 CO32-（也可由电池反应减去负极反应）
结合上述分析，可归纳出如下规律：燃料电池中，燃料始终在负极，发生氧化反应；O2在正极发生还原反应。若为有机燃料生成物一般为CO2和H2O，介质为碱性时CO2会反应生成CO32-；化合价的变化主要分析C的变化。
根据原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极的规律，可知CO32-移向负极。
电极反应方程式的书写，除了按照步骤，分别保证电子守恒、电荷守恒、质量
守恒外，还应符合离子方程式的书写要求，即难溶、难电离、气体等物质要以化学式表示。
原电池电极反应式的书写技巧
原电池反应是在两极上分别发生氧化反应和还原反应，负极上的反应是活动性较强的金属电极被氧化或还原性较强的物质发生氧化反应，正极上的反应是氧化性较强的物质发生得到电子的还原反应。初学原电池，总感到其电极反应很难写，原电池电极反应与一般的氧化还原反应的书写不一样，有它自身的书写方法和技巧。但只要掌握规律，加强练习，还是可以写会的。下面谈谈我书写原电池电极反应的一些体会：
1.若知道电池总反应，根据总反应是两电极反应之和，若能写出某一极反应或已知某一极反应，由总反应减半反应可得另一极反应。
例如，铅蓄电池的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，已知负极反应为：Pb+ SO42—－2e—=PbSO4，则正极反应为： 。
[分析] 由于电极反应一般写离子方程式，先将电池的总反应改写成离子方程式：Pb+PbO2+4H++2SO42—=2PbSO4+2H2O，由总反应减负极半反应可得：Pb+PbO2+4H++2SO42—－（Pb+ SO42—－2e—）=2PbSO4+2H2O－PbSO4，整理可得正极半反应为： PbO2+4H++SO42—＋2e—=PbSO4+2H2O。
若知道电池总反应：氧化剂＋还原剂+（某介质）==还原产物+氧化产物+（另一介质）根据总反应找出氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物，电极反应的总模式是：
负极：还原剂－ne—=氧化产物
正极：氧化剂＋ne—=还原产物
其他参与反应的介质分子或离子，根据配平需要，添加在半反应的反应物或生成物中。
2.若电极反应产物是难溶性碱或盐时，负极上一般有阴离子参与反应，若为可逆电池，则正极上有同样的阴离子生成，电解液的浓度基本不变。阳离子一般参与正极反应。参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。
例如，镍-镉蓄电池的总反应为：Cd+2NiO（OH）+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2，要书写电极反应式，首先，应判断电解液类型，由产物可知，电解液一定为碱液，镉被氧化成Cd（OH）2，所以，负极有OH—参加反应。则负极反应为：Cd+2OH—－2e—=Cd（OH）2，正极反应为：2NiO（OH）+2H2O+2e—=2Ni（OH）2+2OH—。由于负极上有2OH—参与反应，正极上同样有2OH—生成，电解液的浓度基本不变。
3.同时书写同一电池两极反应时，应注意两极电子得失数目相等。
例如，钢铁的电化学腐蚀，正极反应为：O2+2H2O＋4e—=4OH—，则负极反应应写成：2Fe—4e—=2Fe2+。
4. 电极半反应一般为离子反应，书写电极半反应和书写离子方程式有相似的地方，应考虑反应产物与电解液中的离子能否共存。若不能共存，则按实际产物书写。
例如，甲烷与氧气的燃料电池，反应原理为CH4+2O2=CO2+2H2O。若电解液为KOH溶液，则产物应写成K2CO3。实际的总反应为：CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O ，所以，在写负极反应时，产物应写成CO32—。即CH4+10 OH—－8e—= CO32—+7H2O
5.电池半反应中，存在质量守恒和电荷守恒。书写时应据此配平半反应。电荷的计算方法是：电子带负电，一个电子相当一个单位负电荷，得一个电子相当于加一个负电荷，失去一个电子相当于加一个正电荷。若离子、电子分布在同一边，则电荷的代数和为零；若离子、电子分布在等号的两边，则两边电荷的差为零。因为负极失去电子，正极得到电子，根据电荷守恒，负极通常有较多的阴离子参加反应或有阳离子生成；正极通常有较多的阳离子参加反应或有阴离子生成。
例如，丁烷-空气- K2CO3（其中不含O2—和HCO3—）燃料电池，电池的总反应为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O，电池的两极反应分别为：
正极：13O2+26CO2+52e—=26CO32—，负极：2 C4H10+26 CO32—－52e—=34CO2+10H2O
6.一般电解液中有水，电极反应是在水溶液中进行，配平半反应时，根据需要，水可作反应物也可作产物。一般是等号左边若有H+或OH—参与反应，则等号右边可能有水生成；等号左边若有水参与反应，则等号右边可能有H+或OH—生成。
例如，氢-氧燃料电池，总反应为：2H2 +O2=2H2O
若电解液为酸，则两极反应分别为：
负极：2H2－4e—=4H+，正极：O2+4H++4e—=2H2O
若电解液为碱，则两极反应分别为：
负极：2H2+4OH—－4e—=4H2O，正极：O2+2H2O +4e—=4OH—

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