1、原电池电极反应方程式的书写 原电池与其他的能源相比有许 多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠； 可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组；使用方便、易于维护， 是现代生产、 生活、国防中大量使用的一种能源。正是由于这些原因，高考关 于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。 分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一是根据 题给电池反应方程式书写；二是根据题意文字叙述书写。下面就结合2009年高 考试题分别说明这两种情况下电极反应方程式的书写。 一、根据题给 电池反应方程式书写 例1（07天津卷13） 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离
2、子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO 2） ，充电时， LiCoO2中Li被氧化， Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C 6）中，以 LiC6表示。电池反应为 CoO2+LiC6 LiCoO2+C6 ，下列说法正确的是（ ） A.充电时，电池的负极反应为LiC 6-e-=Li+C6 B.放电时 ，电池的正极反应为CoO 2+Li+e-=LiCoO2 C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低 解析：可充电电池放电时发生原电池反应，两个电极称为正、负极；充电时发 生电解反应，两个电极称阴、阳极。 该充电电池放电时：CoO
3、2+LiC6LiCoO 2+C6 ，B选项就是考查原电池电极 反应方程式的书写。 首先分析元素化合价的变化（如果化合价确定较难，就要充分利用题给信 息） 根据题意：充电时，LiCoO 2中Li被氧化，Li +迁移 并以原子形式嵌入电池负 极材料碳（C 6） 中，以LiC 6表示。可知放电时CoO 2中+4价的Co变为LiCoO 2中 +3价的 Co，LiC 6中0价 的 Li变为LiCoO 2中+1 价的Li 然后根据原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律，写出两个 电 极的物质变化，但要注意物质的存在形式。如负极物质变化可表示如下： LiC6Li + 分析化合价的变化，此过程中要失去
4、一 个电子，可表示如下：LiC 6-e-L i+ 其次检查方程式左右两边电荷是否相等。上式中左右两边各带一个单位的 正电荷。若不相等，就要选择合适的离子配平电荷，但这时要特别注意介质的 影响。如酸性介质时，常选H +；而碱性介质时，常选 OH-. 最后，还要检查是否符合质量守恒。 所以，负极的电极反应方程式就表示为：负极 LiC6-e-Li + C6 将以上书写电极反应方程式的过程可归纳如下： 列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得 失） 选离子，配电荷 （根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合 电荷 守恒） 巧用水，配个数 （通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒）
5、 根据以上的方法，就可写出该电池的 正极反应式： 正极 Li+ CoO2 +e-= LiCoO2 当然，也可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。此时必须保证电池 反应 转移的电子数等于电极反应转移的电子数。 二、根据题意叙述书写 此类问题常见于燃料电池，由于燃料电池的优点较多，成为了近年高考的 方 向。解决此类问题必须抓住一点：燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应， 但要特别注意介质对产物的影响。 例2、 （08山东卷29（2） ）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通 入O 2和CO 2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；负极反应为 ；放电时，CO 32-移向电
6、池的 （填“ 正极” 或“负极” 解析：燃料电池反应等同于燃料的燃烧反应。此题中，电解质为熔融碳酸盐， 不会与C 3H8的燃烧 产物CO 2和H 2O发生反应，所以电池反应即为： C3H8+5O2=3CO2+4H2O 根据例1归纳的步骤可分步写出负极反应： （1） C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （C 3H8中H为+1价，3个C表现-8价） （2） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=3CO2+4H2O （电解质为熔融碳酸盐，选CO 32-配平 电荷） （3） 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2O （质量守恒） 所以，负极 10 CO32-+ C3H8-20 e-=13CO2+4H2OK 同理，正极 5O2+20 e-+10 CO2=10 CO32-（也可由电池反应减去负极反 应） 结合上述分析，可归纳出如下规律：燃料电池中，燃料始终在负极，发生 氧化反应；O 2在正极发生还原反应。若为有机燃料生成物一般为 CO2和H 2O，介 质为碱性时CO 2会反应生成CO 32-；化合价的变化主要分析C的变化。 根据原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极的规律，可知CO 32-移向负 极。 电极反应方程式的书写，除了按照步骤，分别保证电子守恒、电荷守恒、 质量 守恒外，还应符合离子方程式的书写要求，即难溶、难电离、气体等物质要以 化学式表示。
