怎麼寫原電池

一、首先判斷原電池的正負極

(1)負極：一般來說，較活潑的金屬失去電子，為原電池的負極，這時負極材料本身被氧化，其電極反應式有兩種情況：①負極金屬失去電子後生成的金屬陽離子不與電解質溶液的成分反應，此時的電極反應式可表示為：M-ne-=Mn+；②負極金屬失去電子後生成的金屬陽離子與電解質溶液的成分反應，此時的電極反應要將金屬失去電子後的反應、金屬陽離子與電解質溶液的反應疊加在一起，如鉛蓄電池的負極反應為：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4。還有一種情況是負極材料本身不反應，如燃料電池，在書寫負極反應式時，要將燃料失電子的反應極其產物與電解質溶液中的反應疊加在一起書寫，如： H2-O2(KOH溶液)電池的負極反應為：H2 + 2OH--2e-=2H2O。

(2)正極：先判斷在正極發生反應的物質，其電極反應式有兩種情況：①當負極材料與電解質溶液能發生自發的化學反應時，在正極上發生電極反應的物質是電解質溶液中的某種微粒；②當負極材料與電解質溶液不能發生自發的化學反應時，在正極上發生電極反應的物質是溶解在電解質溶液中的O2。後再根據具體情況寫出正極反應式，在書寫時也要考慮正極反應產物是否與電解質溶液反應的問題，若反應也要書寫疊加後的反應式。

二、根據原電池反應書寫電極反應式

(1)找出發生氧化反應和還原反應的物質，確定正負極產物。

(2)利用電荷守恆分別寫出電極反應式。

(3)驗證：兩個電極反應式相加所得式子和原化學方程式相同，則書寫正確。

三、需要注意的問題

(1)在正極上，若是電解質溶液中的某種離子被還原，無論該離子是強電解質提供的，還是弱電解質提供的，一律寫成離子符號；而在原電池反應式中，要遵循離子方程式的書寫規則，只有易溶的強電解質才用離子符號來表示。

(2)根據金屬的活潑性判斷原電池的正負極不是絕對的，還要看電解質溶液，如鎂片和鋁片插入氫氧化鈉溶液中組成的原電池雖然鎂比鋁活潑，但由於鋁和氫氧化鈉溶液反應失去電子被氧化，因而鋁是負極，此時的電極反應為：

負極：2Al-6e-=== 2Al 3+

正極：6H2O +6e-=== 6OH-+3H2↑ 或 2Al3+ +2H2O +6e-+ 2OH-=== 2AlO2- + 3H2↑

再如，將銅片和鋁片同時插入濃硝酸中組成原電池時，由於鋁在濃硝酸中發生了鈍化，銅卻失去電子是原電池的負極被氧化，此時的電極反應為：

負極：Cu-2e-=== Cu2+

正極：2NO3-+ 4H+ +2e-=== 2NO2↑+2H2O

(3)要注意電解質溶液的酸鹼性

在正負極上發生的電極反應不是孤立的，它往往與電解質溶液緊密聯絡。如氫-氧燃料電池就分酸式和鹼式兩種，在酸性溶液中的電極反應：

負極：2H2-4e-=== 4H+

正極O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O

如果是在鹼性溶液中，則不可能有H+出現，同樣在酸性溶液中，也不能出現OH-。由於CH4、CH3OH等燃料電池在鹼性溶液中，碳元素是以CO32-離子形式存在的，故不是放出CO2。

(4)還要注意電子轉移的數目

在同一個原電池中，負極失去電子的總數一定等於正極得到電子的總數，所以在書寫電極反應式時，要注意電荷守恆。這樣可避免在有關計算時產生錯誤或誤差，也可避免由電極反應式寫總反應方程式或由總方程式改寫電極反應式時所帶來的失誤。

(5)抓住總的反應方程式

從理論上講，任何一個自發的氧化還原反應均可設計成原電池。而兩個電極相加即得總的反應方程式。所以對於一個陌生的原電池，只要知道總的反應方程式和其中的一個電極反應式，就可寫出另一個電極反應式。

怎樣書寫原電池正負極反應式

初學原電池知識時，同學們對書寫原電池的電極反應式往往感到難以下手。其實掌握一定的方法和步驟就會使難度大大降低。

例如：已知以KOH為電解質的鋅錳乾電池的總反應為：

Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,

試寫出其電極反應式。我們可以通過以下步驟完成該題：

1、利用氧化還原反應原理判斷分別在正負極上參與放電的物質，即含有化合價升高的元素的物質因失去電子而為負極反應物；含有化合價降低的元素的物質因得到電子而為正極反應物。據上述反應可知Zn由於由0價變為+2價為負極反應物，MnO2中錳元素由於由+4價變為+3價為正極反應物。

2、根據物質放電後生成物的組成和電解質溶液中存在的離子，找到電極反應中還需要的其它離子。此時要注意溶液的酸鹼性，從而判斷應該是H+、OH-還是H2O參與了反應。因Zn反應後生成了Zn(OH)2，而KOH為電解質，可知負極上OH—參與了反應。MnO2生成了MnO(OH)，即增加了氫元素，可知正極上有水參與了反應。

3、根據電子守恆和電荷守恆寫出電極反應式，即要注意配平和物質的正確書寫形式，應按照離子方程式的書寫要求進行。上述反應的電極反應式為：

負極：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-

（若只要求寫正極的反應式，也可以寫成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-)

4、檢查書寫是否正確，即兩電極反應式加起來應得到題目所給的總反應方程式（由此你想到了什麼？對，總反應式減去一極得失電子數正確的電極反應式就得到另一極的電極反應式）

練習：下列反應是常見化學電源的反應原理，試寫出各個電源的電極反應式：

(1)Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag（電解質溶液：KOH溶液）

(2)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O（電解質溶液：硫酸）

(3)NiO(OH)+MH=NiO+M+H2O電解質溶液：KOH溶液）

(4)2H2+O2=2H2O（電解質溶液：KOH溶液）

(5)2CH3OH+3H2O+4OH-=2CO32-+6H2O（電解質溶液：KOH溶液）

答案：（1）負極：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正極：Ag2O+H2O+2e-=2OH-+2Ag

(2)負極：Pb+ SO42--2e-=PbSO4 正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

(3)負極：MH+OH--e-==M+H2O 正極：NiO(OH)+e-=NiO+ OH-

(4)負極：2H2+4OH--4e-=4H2O 正極：O2+2H2O +4e-=4OH-

(5)負極：2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O

正極：3O2+6H2O +12e-=12OH-

根據總反應式來書寫兩極的電極反應式只是原電池反應中很小的一部分內容，在各種題目中書寫電極反應式是最常見的要求，重要仔細分析其反應原理，準確定位兩極反應物後就可以按上述步驟進行書寫了。一般注意以下幾個方面：鐵鋁在濃硫酸或濃硝酸中會發生鈍化，即使與不活潑金屬構成原電池最終作正極；溶液的酸鹼性對物質性質的影響，如鎂、鋁在NaOH溶液或KOH溶液中構成原電池時，儘管鎂比鋁活潑但由於在鹼性溶液中鎂不反應而作正極；在酸性較弱或中性溶液中金屬一般發生吸氧腐蝕，如鋼鐵的吸氧腐蝕等；在書寫電極反應式時，酸性條件下可以用H+或H2O配平，鹼性條件下可以用OH-或H2O配平。

根據原電池原理可得：

負極：失電子 發生氧化反應（一般通式：M Mn+ + ne-）

正極：得電子 發生還原反應（一般通式：N + me- Nm-）

要把電極反應式準確寫出，最關鍵的是把握準總反應，我們可以通過總反應進一步寫出電極反應式，即通總反應判斷出發生氧化和還原的物質（原電池的條件之一就是自發的發生氧化還原反應），將氧化與還原反應分開，結合反應環境，便可得到兩極反應。

一、原電池電極反應式書寫技巧

1、凡有金屬參與的原電池反應一般較活潑金屬做負極：

如：⑴Mg、Al在酸性（非氧化性酸）環境中構成原電池活潑金屬做負極

解析：在酸性環境中Mg 比 Al活潑，其反應實質為Mg的析氫蝕：

∴負極：Mg- → Mg2++2e-

正極：2H++2e- → H2↑

總反應式：Mg+2H+=Mg2+H2↑

銅鋅原電池就是這樣的原理。

(2)較活潑金屬不一定做負極，要看哪種金屬自發發生反應：

如：Mg、Al在鹼性環境中構成的原電池，相對不活潑的Al做負極

解析：在鹼性環境中Al 比 Mg活潑，其反實質為Al與鹼溶液的反應：

2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O

∴負極：2Al + 8OH- → 2[Al(OH)4]- +6e-

正極：6H2O+6e-→ 3H2↑+6OH-

注意：Al-3e-=Al3+，此時Al3+在鹼性環境不能穩定存在，會與OH-（過量）結合轉化為[Al(OH)4]-。

再如：Fe、Cu常溫下在濃H2SO4、HNO3溶液中構成的原電池也是如此。

2、燃料電池：

(1)關鍵是負極的電極反應式書寫，因為我們知道，一般的燃料電池大多是可燃性物質與氧氣及電解質溶液共同組成的原電池，雖然可燃性物質與氧氣在不同的電極反應，但其總反應方程式應該是可燃物在氧氣中燃燒。當然由於涉及電解質溶液，所以燃燒產物可能還要與電解質溶液反應，再寫出燃燒產物與電解質溶液反應的方程式，從而得到總反應方程式。這一步對大多數學生而言沒什麼難度。由於在反應中氧氣由0價變為-2價，得電子，即O2作氧化劑是正極，接下來我們即可寫出正極的電極反應式： ①若此時電解質溶液為酸性，則反應過程可以理解為：正極上首先發生： O2+4e- → 2O2+ 由於在酸性環境中大量存在H+ 故O2-會與H+結合成H20，故正極反應式應為： O2+4e+4H+ → 2H2O ；②當然若電解質為中性或鹼性時，則正極反應式就應只是O2+4e+2H2O → 4OH_。此時負極的反應式就可以由總電極方程式減去正極的電極方程式得到（注意此時唯一值得注意的是要將方程式中的氧氣抵消掉）。又稱為加減法書寫電極反應式：如，熔融鹽燃料電池具有高的發電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為陽極染氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，製得在650℃下工作的燃料電池。

負極失去電子，發生氧化反應，正極得到電子發生還原反應

反應需要的條件是：1.有強弱不同的兩個電極，2電解質溶液

3.閉合迴路 4。自發的氧化還原反應

舉個簡單例子吧，這裡不用到鹽橋，負極Zn片 正極C棒或者Cu片

電解液CuSO4

反應總方程式：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4

電極方程式書寫（通常寫離子方程式）：

負極：Zn-2e`=Zn2+ 正極：Cu2+ +2e`=Cu

正極上得到負極傳來的電子，電解質溶液中的陽離子獲得電子被還原，但正極本身不參加反應

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