張世敏

摘要：電極反應(yīng)式的書寫是高考化學(xué)的熱點(diǎn)之一，由于其陌生程度高、情境新穎且教材中未曾出現(xiàn)過，所以一直備受高考青睞，近年來該類題型在各地高考中均有出現(xiàn)，基本上以較難題為主，重點(diǎn)考查學(xué)生的理解分析能力和綜合應(yīng)用氧化還原反應(yīng)知識的能力。下面筆者就電極反應(yīng)的書寫介紹一種快速準(zhǔn)確地方法—四步法。該方法既適用于原電池又適用于電解池。

關(guān)鍵詞：電極反應(yīng)式;四步法;氧化劑和還原劑

一、常見氧化劑和還原劑

二、四步法

電極反應(yīng)式書寫“四步法”列物質(zhì)—標(biāo)得失—配電荷—配原子。

第一步，列物質(zhì)：根據(jù)負(fù)極（或陽極）發(fā)生氧化反應(yīng)，正極（或陰極）發(fā)生還原反應(yīng)，

負(fù)極（或陽極）須找出還原劑并推測其氧化產(chǎn)物，正極（或陰極）須找出氧化劑并推測其還原產(chǎn)物;

第二步，標(biāo)得失：根據(jù)化合價升價標(biāo)示出得失電子數(shù);

第三步，配電荷：若在酸性環(huán)境下，須通過H將方程式兩邊電荷配平;若在堿性環(huán)境下，須通過OH-將方程式兩邊電荷配平;若在中性環(huán)境下，須通過生成的H或OH-將方程式兩邊電荷配平;

第四步，配原子：一般情況下，是通過在方程式兩邊加H2O使得原子個數(shù)守恒。

三、依題說法

例1【2016江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池，將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，其電極反應(yīng)式為_____________。

解析：第一步，列物質(zhì)：根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合化合價規(guī)律，正極列出物質(zhì)：

Cr2O72- Cr3+;

第二步，標(biāo)得失：根據(jù)化合價升價標(biāo)示出得失電子數(shù)，Cr2O72- +6e-?? 2Cr3+;

第三步，配電荷：Cr2O72- +6e-??? 2Cr3+，方程式左邊帶8個單位負(fù)電荷，右邊帶6個單位正電荷，題目已知為酸性環(huán)境，故為使方程式兩邊電荷數(shù)相等，須通過左邊加14個H，則14H+Cr2O72- +6e-???? 2Cr3+;

第四步，配原子：即通過觀察法在方程式右邊加7個H2O使原子個數(shù)相等。故該電極反應(yīng)式為14H+Cr2O72- +6e- =2Cr3++7H2O。

例2【2016北京卷】用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NO3-）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如圖所示。正極的電極反應(yīng)式是_________。

解析：第一步，列物質(zhì)：根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合化合價規(guī)律，正極列出物質(zhì)：

NO3-?? NH4+;

第二步，標(biāo)得失：根據(jù)化合價升價標(biāo)示出得失電子數(shù)，NO3- +8e-??? NH4+;

第三步，配電荷：NO3- +8e-?? NH4+，方程式左邊帶9個單位負(fù)電荷，右邊帶1個單位正電荷，為使方程式兩邊電荷數(shù)相等，可通過左邊加10個H或右邊加10個OH-，若右邊加10個OH-會與NH4+反應(yīng)，不符合情境條件，故應(yīng)在左邊加10個H配平電荷，則NO3- +10H+8e-?? NH4+;

第四步，配原子：即通過觀察法在方程式右邊加3個H2O使原子個數(shù)相等。故該電極反應(yīng)式為NO3- +10H+8e-=NH4++3H2O。

例3【2018年曲靖市高三第一次復(fù)習(xí)統(tǒng)測題】陰離子膜法電解裝置如右圖所示，電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向，實(shí)際生產(chǎn)中，陽極以稀硫酸為電解液。該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+ 進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資浪費(fèi)，寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式___________________。

解析：

第一步，列物質(zhì)：根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合化合價規(guī)律，陽極列出物質(zhì)：

Mn2+? MnO2;

第二步，標(biāo)得失：根據(jù)化合價升價標(biāo)示出得失電子數(shù)，Mn2+ -2e-?? MnO2;

第三步，配電荷：Mn2+ -2e-? MnO2，方程式左邊帶4個單位正電荷，右邊電荷數(shù)為0，題目已知陽極為酸性環(huán)境，故為使方程式兩邊電荷數(shù)相等，須通過右邊加4個H，則Mn2+ -2e-?? MnO2+4H;

第四步，配原子：即通過觀察法在方程式左邊加2個H2O使原子個數(shù)相等。故該電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。

參考文獻(xiàn)：

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