劉芳　杜曉東

摘 要：高中階段如何書寫原電池電極反應(yīng)式本就是難點，從電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)情況的角度出發(fā)，闡述了三種情況下的原電池的電極反應(yīng)式的書寫。

關(guān)鍵詞：高中；原電池構(gòu)成條件；電極材料；電解質(zhì)溶液

記得十多年前曾經(jīng)做過一道選擇題，選出是原電池的裝置，當中有一個選項就是下列裝置：

答案沒有該選項，而我認為該答案應(yīng)該入選，就此答案和其他老師爭執(zhí)不下，爭執(zhí)不下的原因是有老師認為該裝置沒有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，而我認為該裝置正極應(yīng)該是氧氣參與反應(yīng)。為了驗證該裝置是否是原電池裝置，我專門到實驗室組裝出該裝置，結(jié)果產(chǎn)生了電流，證明我的說法是正確的。

眾所周知，構(gòu)成原電池的條件有四條：

1.有兩個活潑性不同的電極；

2.有電解質(zhì)溶液；

3.形成閉合回路；

4.有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。

但是，高中生往往對“自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)”這句話片面地理解為某個電極可以和電解質(zhì)溶液反應(yīng)，但是也有兩個電極都不和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的原電池，學生就不容易理解，比如鋼鐵生銹的原理、燃料電池的工作原理，學生理解就比較困難，干脆就死記硬背。正是因為理解的片面性，導致學生在書寫某些原電池的電極反應(yīng)式時出現(xiàn)了問題。經(jīng)過多年的教學，我認為在高中階段構(gòu)成原電池的條件只要記住三條就可以了：

1.有兩個活潑性不同的電極；

2.有電解質(zhì)溶液；

3.形成閉合回路。

至于第四條，沒有必要記，因為如果針對電極和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的情況進行分類，再來書寫電極反應(yīng)式，學生根本不需要記住“有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)”，就能解決比較多的問題，起到事半功倍的效果。下面就電極材料和電解質(zhì)溶液反應(yīng)分成三種情況：

一、兩個電極本身都可以和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)

此類電池常見的有蓄電池、干電池、紐扣電池等。這類電池的電極材料往往都為金屬或金屬化合物。往往（較活潑）金屬做負極，較不活潑金屬或金屬氧化物作正極。注意電解質(zhì)溶液對電極反應(yīng)的影響（如生成難溶物、難電離物等）。如Zn-Fe-H2SO4原電池中，Zn作負極，F(xiàn)e作正極，再如鉛蓄電池：

Pb作負極：Pb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2作正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

二、只有一個電極材料可與電解質(zhì)溶液反應(yīng)

此類電池是負極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)而正極不參加反應(yīng)。金屬作為負極失去電子變成金屬陽離子，若生成的金屬陽離子可以和電解質(zhì)溶液反應(yīng)，則還可生成其他產(chǎn)物；在正極上是電解質(zhì)溶液中的某些粒子得到電子變成單質(zhì)或化合物或離子等。

如Zn-Cu-H2SO4原電池：

負極（Zn片）：Zn-2e-=Zn2+

正極（Cu片）：2H++2e=H2↑

再如Mg-Al-NaOH原電池中，雖然Mg比Al活潑，但是Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al可與NaOH溶液反應(yīng)，所以Al作負極，而Mg作正極。

負極反應(yīng)式：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O

正極反應(yīng)式：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑

總反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

三、兩個電極本身都不和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)

此類電池的正極往往都是氧氣參與反應(yīng)。但是一定要考慮電解質(zhì)溶液的酸堿性，一般情況下，電解質(zhì)溶液若為酸性，正極反應(yīng)式為：O2+4e-+4H+=2H2O；電解質(zhì)溶液若為堿性，正極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-=4OH-。

如鋼鐵的生銹（中性或弱酸性甚至堿性）：負極：Fe-2e-=Fe2+

正極：O2+4e-+2H2O=4OH-

再如燃料電池，燃料參與負極反應(yīng)，而氧氣參與正極反應(yīng)。

例如，經(jīng)?？疾榈臍溲跞剂想姵兀?/p>

1.電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）

負極的電極反應(yīng)式為：H2-2e-+2OH-=2H2O

正極的電極反應(yīng)式為：O2+H2O+4e-=4OH-

2.電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)）

負極的電極反應(yīng)式為：H2+2e-=2H+

正極的電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O

但是總反應(yīng)都為2H2+O2=2H2O

其他燃料電池的書寫類似，如甲烷燃料電池，可以采用上述方法進行電極反應(yīng)式的書寫。

通過對電極材料與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)情況的分類，讓學生更加清楚原電池原理，在學習中加強練習，從而逐漸掌握電極反應(yīng)式的書寫方法，為高考中少失分、多拿分奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[2]席定芳.淺談原電池電極反應(yīng)的寫法技巧[J].凱里學院學報，2010（03）.

[3]彭以勇.淺析原電池電極反應(yīng)式的書寫及應(yīng)用[J].理科考試研究，2013（17）.

編輯 薄躍華