高艳雅

（安徽省合肥市合肥科学岛实验中学，安徽 合肥）

原电池和电解池知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考的热点。在学习电化学模块知识时，学生最感到困难的是电极反应式的书写。现以全国卷高考试题为例，探究一下较复杂原电池或者电解池的电极反应的书写方法。

一、实例解析

例一（2015年全国卷一）11.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 （ ）

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

解析：氧气中的氧元素是零价，参与原电池反应，氧气只能得电子，发生还原反应，所得氧气参加反应的一级为正极，该原电池为有机物葡糖糖的燃料电池。所以其电极反应式如下:负极:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，正极：6O2+24H++24e-=12H2O，总反应式：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O电极反应方程式清晰以后再进行该原电池的相关分析就会非常简单。A.根据正极反应方程式，正极产生的H2O而不是CO2。B.微生物显然对该反应起到促进或者说催化作用。C.两极区之间是质子交换膜，根据两电极反应方程式可以看出，H+在负极区产生正极区消耗，所以H+应该是从负极去移向正极区，故选A。

二、方法总结

由上述实例可知，如果能够正确写出电极反应则很多问题可以迎刃而解。现在我们根据上述试题中电极反应方程式的书写，总结一下原电池池电极反应方程式的书写方法。

1.正负极的确定

详细分析题目所提供的相关信息，特别注意各电极区的投入物质和排出物质。

（1）根据两电极投入物质的还原性或者氧化性强弱来判断正负极；（2）根据某电极已投入物质和生成物质中元素化合价的变化情况确定正负极；（3）根据题目中已提供总反应方程式中的得失电子情况确定正负极。

2.电极方程式的书写

（1）确定某一电极中化合价发生变化的反应物和生成物；（2）根据变价元素化合价的改变确定得失电子的个数。（3）确定化合价没有发生变化的反应物或者生成物。根据得失电子具体个数、反应物与生成物中各阴阳离子所带电荷并结合电解质溶液，找出缺少的反应物或者是生成物。

三、规律应用

例二（2014年全国卷二）12.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（ ）

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi

C.放电时，a极锂的化合价发生变化

D.放电时，溶液中的Li+从b向a迁移

解析：（1）确定正负极。由图中信息可知，b极有活泼金属Li做电极，Li的还原性较强，显然Li电极是放电时的负极，a是正极。（2）得失电子及生成物质确定。负极b比较直接，负极：Li-e-—Li+。结合题目选项所给信息，显然a极的变化情况应该是Li1-xMn2O4变成LiMn2O4，其中Mn元素的电子化合价降低。活泼金属Li放电前和放电后都是在化合物中存在，所以化合价一直是正价不存在得失电子情况。Li1-xMn2O4+e-→LiMn2O4。（3）配平并检验。负极产生Li+，正极反应物和生成物中相差x个Li+，显然负极生成的Li+移向了正极。故正极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4。根据电荷守恒最终确定不过负极反应式为xLi-xe-=xLi+。综上分析该题答案：选C。

对于原电池和电解池电解反应方程式的书写，最关键是找出得失电子的粒子以及它们得失电子后所变成的粒子，然后再根据得失电子守恒配平化合价发生变化的元素的原子，最后结合电解质溶液以及电荷守恒元素守恒对其配平即可。