水参与反应的电极反应方程式的书写

1、水参与反应的电极反应方程式的书写 摘 要：针对学生对水参与反应的电极反应方程式的错误认识进行了分析，指出了其根本原因。 关键词：方程式；水参与；电极反应 一、错误认识 在一些教材和教辅资料上出现了由h2o电离出来的h+或oh-放电的电极反应，不写成h+或oh-放电，而写成了由h2o放电的反应。具体地说，h2o电离的h+在阴极放电的电极反应写成2h2o+2e-=h2+2oh-；h2o电离的oh-在阳极放电的电极反应写成2h2o-4e-=4h+o2。 例如，用惰性电极电解cuso4溶液时，按照离子的放电顺序，阳极上应该是由h2o电离的oh-失去电子产生o2；阴极上则是由cu2+得到电子还原成cu，

2、两极上的电极反应分别为： 阳极：4oh-4e-=2h2o+o2 阴极：cu2+2e-=cu 但大量的资料上却把阳极反应写成：2h2o-4e-=4h+o2。 我对如此书写提出异议，和几位老师进行交流。他们给出的理由是，写成水在电极上的反应可把阴阳两极的电极反应式相加，得到这个电解总反应的离子方程式：cu2+2h2o=4h+o2+cu。如果把阳极上的电极反应写成4oh-4e-=2h2o+o2，再把这个阳极反应与上述阴极反应相加，就会得出一个错误的总反应的离子方程 式：2cu2+4oh-=2h2o+o2+2cu。 二、错因分析 从电解cuso4溶液的离子方程式看，写成oh-放电的确是错 了。但错的原

3、因不在于电极反应方程式的书写，而是对离子反应方程式的由来搞错了。离子反应方程式是由化学反应方程式改写来的，而不是由电极反应方程式相加得来的。教材对离子反应的描述是：由于电解质溶于水后电离成为离子，所以，电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，这样的反应称作离子反应。从离子反应的定义看，离子反应是自发进行的化学反应，而电解反应则是非自发进行的化学反应。对于非自发进行的化学反应，书写其离子反应方程式本身就没有多大意义，更何况离子反应方程式就不是把电极反应方程式相加得到的。对于非自发进行的电解反应，虽然溶液中存在的h+、oh-浓度很小，但在外界不断提供能量（电能）的条件下，会促进水的电离，从而有

4、源源不断的h+，oh-离子放电。 既然有氢气放出，那一定是h+发生放电。虽然在碱性溶液中h+的浓度很低，但依然是h+放电。根本就没有2h2o+2e-=2oh-+h2电极反应发生。我们在查半反应的标准电极电势时，的确能查到： o2+4h+4e-=2h2o e0=1.229v；2h2o+2e-=2oh-+h2 e0= -0.8277v。反应是在酸性溶液中oh-放电的反应；反应是在碱性溶液中h+放电的反应。由于标准电极电势的各物种的浓度都是1 moll-1，故而将其标准电极电势所对应的电极反应写成了那种形式。一定要明白，绝不是真实的反应。生成o2的电极反应是4oh-4e-=2h2o+o2，生成h2的

5、电极反应是：2h+2e-=h2。 查半反应标准电极电势有4oh-4e-=o2+2h2o e0=0.401v。以这一半反应为基准，通过奈斯特方程可求得半反应： 2h2o=o2+4h+4e-的标准电极势。 e=e0+lg 看这两个半反应，4oh-4e=2h2o+o2和2h2o-4e-=4h+o2都是每生成1 molo2转移电子4 mol。一个消耗4 mol oh-，一个生成4 mol h+。对于o2+4h+4e-=2h2o反应，由于是标准半反应，则o2的分压为100 kpa，h+=1 mol/l，2 mol的h2o反应实为4 mol的oh-放电。由于h+=1mol/l，则oh-=110-14 mol/l。从而求得o2+4h+4e-=2h2o的e0值与查表所得完全相同。由于标准半反应的各物种浓度必须是1 mol/l，在酸性溶液中oh-绝不会达到1 mol/l，这就是不用放电半反应来表示其标准半反应的根本原因。 由水放电的电极反应方程式和真实发生反应的电极反应方程式相比较，从量的角度是完全相同的，因此在用化学计算时无论写成哪种形式都是一样的，无需作严格区分。但在要求写电极反应方程式时，最好写