第1个回答 2023-01-20
原电池含有两个电极，一个是正极另一个是负极，负极提供电子发生氧化反应，正极接受电子发生还原反应。但如何书写电极反应是困扰着大多数同学的常见问题，根据我的教学经验，我总结了如下的规律：
一、电极的确定
电极的确定不是以金属活动性顺序表为依据，而是以相对于电解质溶液的活泼性为标准。
例如：Mg～～Al～～NaOH(aq)原电池中，对NaOH(aq)而言，Al是活泼的为负极，则Mg为正极。
Cu～～Fe～～HNO3 (aq) (浓) 原电池中，对浓HNO3 (aq)而言，因为铁钝化而反应停止，所以铜是活泼的，那么Cu是负极，Fe是正极。
对常规的酸溶液来讲，活泼金属为负极。
二、电极反应式的书写方法
首先应明确的是，原电池反应机理与正常化学腐蚀相同，即总的反应式一样的，只不过在速率、电流、现象发生的部位等角度有所不同。这就给我们写好电极反应带来了很大的方便。
（一）对于很容易就能写出总反应式的原电池，应先写出总反应，再由价态变化确定出正负极，写出一个容易的电极，两极相减就能写出另一电极了。
常见的燃料电池中，一般来讲，O2参与的正极反应中，若电解质溶液呈极弱的酸性（PH<5.6）、中性或碱性时，常发生吸氧腐蚀，即①O2+2H2O+4e-=4OH-；在较强的酸性溶液中发生②O2+4H++4e-=2 H2O；若在熔融的离子晶体中，则发生O2+4e-=2O2。
例如：H2～～O2～～KOH(aq)电池中，总反应是2H2+O2=2H2O,由价态变化可知H2是负极，O2是正极, O2在碱液中发生反应①，则总反应减去正极既得负极（但一定要调节正极反应物的系数保证正极全部删去），就可得出负极反应式：H2+2OH- _2e-=2H2O.
若是H2～～O2～～H2SO4(aq),总反应与上相同2H2+O2=2H2O，但正极O2发生②式，则总反应减去正极既得负极为H2-2e-=2H+。
对于某些电池来讲，还要考虑产物在电解质溶液中的稳定性。
例如：CH4～～O2～～KOH(aq)电池，由于CH4+2O2=CO2+2H2O,CO2+2OH-=CO32-+H2O,所以总反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，正极氧气在碱性液中发生反应①，总反应减去①×2得负极为CH4+10OH- -8e-=CO32-+7H2O。对于CO～～O2～～KOH(aq)写法雷同。
对于Cu～～Al～～NaOH(aq)电池来讲，写出总反应式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,由价态分析Al是负极，只要写出还原剂生成氧化产物即可，即：Al+4OH- -3e-= AlO2- +2H2O,
再调节系数做差就可得出正极：2H2O+2e-= 2OH-+ H2↑.
（二）对于有的反应并不能直接得出总反应式，这样的反应就应分别求出正、负极，再由电子守恒加和即得总反应。
例如：Pb～～PbO2～～H2SO4(aq)的铅蓄电池，因为Pb有还原性，PbO2中Pb为+4价有强氧化性，Pb2+有很强的稳定性，所以可知Pb 为负极提供电子，PbO2为正极接受电子，由电子得失可得Pb、PbO2变成Pb2+，但Pb2+在H2SO4溶液中会生成难溶更稳定的PbSO4，故由质量守恒定律和电荷守恒定律可知，负极为Pb+SO42- -2e-=PbSO4；正极为PbO2+4H+ +2e-= PbSO4+2H2O；总反应式为Pb+ PbO2+2H2SO4=2 PbSO4+2H2O。
再如对于Al～～空气～～海水电池来讲，负极必然是铝，但Al与H2O、NaCl都不反应，但上述符合原电池的形成条件，这样的电极就是在正极处空气中的O2发生吸氧腐蚀，在由电子守恒相加得总反应，即：负极Al-3e-=Al3+；正极O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。
综上所述，写电极反应式要全面分析考虑电极反应的环境，这样才能准确的写好电极。