如何书写电解的半反应式

半反应式展示电解过程中离子在每个电极上发生了什么，SPM 考官在氧化还原平衡这一章里一次又一次地要求它。学生丢分并不是因为化学有多深，而是因为漏掉电子、把电子放错边，或忘了配平电荷。

这份指南给你一套可靠的方法，让你写出的每一条半反应式都正确，阴极和阳极，熔融或水溶液。

首先，半反应式是什么

电解是分摊在两个电极上的氧化还原过程。在阴极（负极），正离子得到电子，这是还原。

在阳极（正极），负离子失去电子，这是氧化。半反应式不过是这两件事之一的方程式。

老口诀依然管用：OIL RIG，Oxidation Is Loss（氧化是失去电子），Reduction Is Gain（还原是得到电子）。所以阴极半反应式的电子在左边（加进去），阳极半反应式的电子在右边（被移走）。

这份指南假设你已经知道每个电极上放电的是哪个离子。判断这一点是另一项技能，选择性放电规则，我们在关于预测电解产物的配套指南里讲。

四步法

每次都用同一套流程：

1. 写下离子和产物，把离子放在正确的一边。在阴极，金属离子或 H⁺ 变成中性原子或分子。在阳极，非金属离子变成中性原子或分子。
2. 先配平原子，暂时不管电荷。
3. 加上电子（e⁻），让两边的总电荷相等。数一数左边和右边的电荷，加进刚好够的电子来配平它们。
4. 核对边。 阴极＝还原＝电子在左边。阳极＝氧化＝电子在右边。如果你的电子落在了错误的一边，说明你某处出了错。

阴极的例子

简单的金属离子。 铅(II)离子被还原成铅金属：

Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb

铅离子带 2+ 电荷，所以它需要两个电子才能变成中性原子。左边电荷是 (2+) + (2−) = 0，与右边中性的 Pb 相符。

带单电荷的离子。 钠离子每个只需要一个电子：

Na⁺ + e⁻ → Na

从水溶液中得到氢气。 当氢气放电时，两个 H⁺ 离子结合并得到两个电子，形成一个 H₂ 分子：

2H⁺ + 2e⁻ → H₂

留意 H⁺ 前面的 2，你需要两个氢离子来搭成一个分子，因此需要两个电子。你可以在水溶液的电解里看到它的实际运作。

阳极的例子

在阳极，电子是出来的，所以它们坐在右边。

卤离子。 溴离子被氧化成溴：

2Br⁻ → Br₂ + 2e⁻

两个溴离子各交出一个电子，所以在它们配成一个 Br₂ 分子时释放出两个电子。氯离子的行为相同：2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻。

氢氧根离子放出氧气。 当水溶液中产生氧气时，放电的是氢氧根离子：

4OH⁻ → 2H₂O + O₂ + 4e⁻

这一条看起来吓人，但遵循同样的规则：四个氢氧根离子带的总电荷是 4−，所以必须释放四个电子，才能在右边留下中性的水和氧气。先配平 O 和 H 原子（左边 4 个 O、4 个 H；2 H₂O 给出 4 个 H 和 2 个 O，加上 O₂ 再给 2 个 O），再加上四个电子来配平电荷。

会溶解的金属阳极。 如果阳极是铜而不是惰性的碳，铜本身就会被氧化：

Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

金属原子失去两个电子，以离子形式进入溶液。这就是电镀和铜提纯背后的反应。

把半反应式合成总反应式

要得到完整的离子方程式，让电子相互抵消。以熔融溴化铅为例：

• 阴极：Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb
• 阳极：2Br⁻ → Br₂ + 2e⁻

两者都涉及两个电子，所以直接相加，把两边的 2e⁻ 消去：

Pb²⁺ + 2Br⁻ → Pb + Br₂

你可以在熔融化合物的电解里追踪整个过程。当电子数目不同时，先把其中一条或两条半反应式乘大到相等再相加，就像求最小公倍数一样。

会丢分的错误

四种失误占了丢分的大部分。彻底漏掉电子，没有 e⁻ 的半反应式永远是错的。

把电子放错边，记住还原（阴极）把电子加在左边。电荷不平衡，加完电子后一定要把两边的电荷加总核对。

还有忘掉系数，比如写成 H⁺ + e⁻ → H 而不是 2H⁺ + 2e⁻ → H₂，因为氢和卤素都以双原子分子存在。

把溴化铅、氯化钠溶液和硫酸铜(II)溶液的阴极与阳极半反应式写出来，练到形成自动的规律。如果你希望有一位老师逐行检查你的电荷和电子数、纠正你恰好做错的那一步，我们与经验丰富的SPM化学老师的在线一对一课堂正为此而建，每小时 RM50 起，另有一堂付费的一小时试课。