電極反應式

電極反應式是指在電化學裝置中表示原子或離子在電極上得失電子發生氧化或還原反應的式子。

原則

電極反應式的書寫

原則電極反應基本上都是氧化還原反應，要遵循質量守恆、電子守恆及電荷守恆。除此之外還要遵循：

1．加和性原則：兩電極反應式相加，消去電子後得電池總反應式。利用此原則，電池總反應式減去已知的一電極反應式得另一電極反應方程式。

2． 共存性原則：鹼性溶液中CO₂不可能存在，也不會有H+參加反應或生成；同樣酸性溶液，不會有OH參加反應或生成也不會有碳酸根離子的存在。根據此原則，物質得失電子後在不同的介質環境中所存在的形式不同。我們可以根據電解質溶液的酸鹼性來書寫，確定H₂O，OH^-， H⁺ 在方程式的左邊還是右邊。

同時還有1.根據電池裝置圖書寫電極反應2.根據電池總反應書寫電極反應3.二次電池電極反應的書寫4.燃料電池電極反應的書寫等。

技巧

1．準確判斷兩個電極

例1．將鋅片和鋁片用導線相連，分別插入稀硫酸、濃硫酸中，寫出兩原電池中的電極反應式和電池反應式。解析：稀硫酸作電解質溶液時，較活潑的鋁被氧化，鋅片上放出氫氣，所以：負極(鋁片)：2Al - 6e^-==2Al³⁺ 正極(鋅片)：6H⁺ + 6e^-==3H₂↑電池反應：2Al + 6H⁺ ==2Al³⁺ + 3H₂↑濃硫酸作電解質溶液時，因常溫下鋁在濃硫酸中發生鈍化現象，而鋅能與濃硫酸反應，所以此時鋅片作負極，鋁片作正極：負極(鋅片)：Zn - 2e^-==Zn²⁺ 正極(鋁片)：4H⁺+ SO4^2-+ 2e^-==SO₂↑ + 2H₂O 電池反應：Zn + 2H₂SO₄(濃)==ZnSO₄+ SO₂↑+ 2H₂O

2．注意運用電池總反應式

例2．將鉑絲插入KOH溶液作電極，然後向兩個電極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池。則通入甲烷的一極為電池的______極，這一極的電極反應式為_____________。解析：甲烷燃燒發生的氧化還原反應為：CH₄+ 2O₂ ==CO₂+ 2H₂O，鹼性溶液中CO₂不可能釋放出去：CO₂+ 2OH^-==CO₃^2-+ H₂O，所以電池總反應式為：CH₄ + 2O₂+ 2OH^-==CO₃^2-+ 3H₂O。通甲烷的一極發生氧化反應，故為負極。正極吸收氧，可看作發生吸氧腐蝕：2O₂+ 4H₂O + 8e^- == 8OH^-，總反應減去正極反應得負極反應：CH₄+ 10OH^-- 8e^-== CO₃^2-+ 7H₂O

3．關注電解質溶液的酸鹼性

例3．美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源。⑴用KOH作電解質溶液，電極反應產生的水，經冷凝後又可作為太空人的飲用水，發生的反應為：2H₂+ O₂==2H₂O，則電極反應式分別為___________； ⑵如把KOH改為稀H₂SO₄作導電物質，則電極反應式為___________。解析：在套用電池中，電解質參與電極反應，但在整個反應過程中只起橋樑作用，如酸性電解質，H⁺參加一個電極反應，但另一電極反應必有H⁺生成，同時不能出現OH^-；鹼性電解質也有類似情況。答案：⑴負極：2H₂+ 4OH^-- 4e^-==4H₂O，正極：O₂+ 2H₂O + 4e^-==4OH^-；⑵負極：2H₂ - 4e^-==4H⁺，正極：O₂+ 4H⁺+ 4e^-==2H₂O。

4．充分利用電荷守恆原則在同一個原電池中，負極失去的電子數必等於正極得到的電子數，所以在書寫電極反應式時，要注意電荷守恆。這樣可避免由總反應式改寫成電極反應式所帶來的失誤，同時也可避免在有關計算中產生誤差。