妙写含氢有机化合物燃料电池负极电极反应式

妙写含氢有机化合物燃料电池负极电极反应式

尹钰

安徽省临泉第一中学安徽临泉236400

摘要：书写含氢有机化合物燃料电池负极电极反应式一直是学生的难点，这也是高考的重点，那么如何巧妙快速突破难点呢？本文主要通过回顾这类题常规书写方法，然后介绍新的巧妙写法-----利用顺口溜“酸后碱前H2O对过”的谐音为“先后捡钱谁的过”，让学生对此铭记在心，并通过具体例子解析整个书写过程，旨在通过对比体现新方法的实用性。

关键词：有机化合物燃料电池电极反应式负极

正文：中学化学学习过程中，燃料电池负极反应式的书写，由于涉及电池环境的不同及其自身的复杂性，一直以来是学生学习中的难点，教师在教学中或众多资料中往往采用燃料电池总反应方程式在得失电子守恒情况下减去正极电极反应式的方法，具体如下：

以乙醇为例：总反应方程式为：C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O……①

若酸性环境：正极O2＋4e－+4H＋=2H2O……②

由①—②*3得：负极反应式：C2H5OH－12e－＋3H2O=2CO2＋12H＋

若碱性环境：正极反应式O2＋4e－＋2H2O=4OH－……③

由①—③*3得C2H5OH－12e－+12OH－=9H2O＋2CO2

又由于碱性环境下，一份CO2结合两份OH－，

故碱性环境下，负极反应式为：

C2H5OH－12e－+16OH－=11H2O＋2CO32－

用上述方法解决此问题虽易理解易懂，但过程繁琐，用时过长且须记住酸性和碱性环境下的正极反应式，学生在实际学习和运用中往往容易出错。

笔者通过反复研究负极电极反应式的特点和教学实践，想出如下方法妙写燃料电池负极电极反应式，此法克服了上述书写过程的繁琐、用时过长和必须记住酸性及碱性环境下的正极电极反应式的不足之处。

联想是记忆的翅膀，此方法的具体过程为首先利用顺口溜“酸后碱前H2O对过”的谐音为“先后捡钱谁的过”，让学生对此铭记在心。具体含义及书写过程如下，

还以C2H5OH为例。

若酸性环境，把H＋写在双短线的（=）后面，即“酸后”，H2O写在H＋的对过（以=为中心），即“水对过”，也即双短线的（=）前面，此环境下，C元素最终以CO2存在及过程中C2H5OH失电子容易分析得出，故可先写成下面形式：

C2H5OH－e－＋H2O=CO2＋H＋

依据C元素原子守恒和一份C2H5OH转移电子数，

则：C2H5OH－12e－＋H2O=2CO2＋H＋

依据电荷守恒

则：C2H5OH－12e－＋H2O=2CO2＋12H＋

依据H或O原子守恒

则：C2H5OH－12e－＋3H2O=2CO2＋12H＋

即负极反应式。

若是碱性环境下，负极反应式书写过程类似，即把OH－写在双短线（=）的前面，即“碱前”，H2O写在OH－的对过（以=为中心），即“水对过”，也即双短线（=）的后面，此环境下，C元素最终以CO32－形式存在及过程中C2H5OH失电子易分析得到，故可先写成下面形式：

C2H5OH－e－+OH－=H2O＋CO32－

依据C元素原子守恒和一份C2H5OH转移电子数，

则：C2H5OH－12e－+OH－=H2O＋2CO32－

依据电荷守恒

则：C2H5OH－12e－+16OH－=H2O＋2CO32－

依据H或O原子守恒

则：C2H5OH－12e－+16OH－=11H2O＋2CO32－

即负极反应式。

利用此法直接写出含氢有机化合物燃料电池的负极电极反应式，考试中不仅可以节省宝贵的时间，而且由于过程简化，还可以大大提高学生答题的正确率。

[1]吴利敏,熊建飞.高三化学电源电极反应式书写的思维建模教学策略[J].化学教与学,2016(06):34-35.

[2]周国亮.电极反应式书写的知识分析及其教学策略[J].化学教育,2016,37(11):24-27.

[3]李辉,徐文华.电化学电极反应式书写“三步曲”[J].高中数理化,2015(05):56-58.

[4]杨立根.谈电解池电极反应式和总反应方程式的书写[J].化学教与学,2013(06):54-55.

[5]刘树领.电极反应式书写的基本流程[J].教学与管理,2011(19):75-76.

作者简介：

姓名：尹钰出生年月：1983.10性别：男民族：汉籍贯：安徽·亳州现供职单位：安徽省临泉第一中学职称：中教一级学历：大学本科研究方向：高中化学教学.