巧解蓄電池相關(guān)問(wèn)題

高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)中電化學(xué)是高中化學(xué)中難點(diǎn)內(nèi)容，其中尤以可充電電池問(wèn)題難以理解。在講解這塊內(nèi)容時(shí)，在總結(jié)大量資料的同時(shí)，我還找到了一些巧妙的解題方法，通過(guò)運(yùn)用取得了很好的效果。

蓄電池這類(lèi)題目表面看似很復(fù)雜，但實(shí)際上只要掌握了好的方法并不難以解決。下面舉一例題:

例:鐵——鎳蓄電池放電和充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為

問(wèn)放電時(shí)和充電時(shí)電極反應(yīng)如何?

首先通過(guò)常規(guī)方法分析:

蓄電池在放電時(shí)是原電池，在充電時(shí)變?yōu)殡娊獬兀虼丝紤]問(wèn)題時(shí)須從兩方面入手:

1. 放電時(shí)，此時(shí)電極為正極和負(fù)極

第一步就是找負(fù)極，對(duì)于一般蓄電池來(lái)說(shuō)，活潑金屬作負(fù)極。因此負(fù)極就是Fe，再觀察右側(cè)對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為Fe(OH)2，因此參與電極反應(yīng)必有OH—，則負(fù)極電極反應(yīng)為:

Fe-2e- +2OH-===Fe(OH)2

現(xiàn)在的問(wèn)題落在誰(shuí)是正極以及正極電極反應(yīng)如何?

很顯然正極為NiO2，正極電極反應(yīng)為總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)，其中要將Fe、 Fe(OH)2消去。因此正極電極反應(yīng)為:

NiO2+2e-+2H2O=== Ni(OH)2+2OH-

2. 蓄電池在充電時(shí)存在的電極為陰極和陽(yáng)極

究竟充電時(shí)誰(shuí)為陰極、誰(shuí)為陽(yáng)極呢?我們可這樣分析，在電解池中陽(yáng)極氧化，失去電子;陰極還原，得到電子。觀察總電池反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e(OH)2得到2e-變?yōu)镕e，Ni(OH)2 失去2e- 變?yōu)镹iO2。

因此，F(xiàn)e(OH)2作陰極(正好為放電時(shí)的負(fù)極產(chǎn)物);Ni(OH)2作陽(yáng)極(正好為放電時(shí)的陽(yáng)極產(chǎn)物)。

陰極電極反應(yīng)式: Fe(OH)2 +2e-=== Fe+2OH-

陽(yáng)極電極反應(yīng)式: Ni(OH)2 -2e-=== NiO2+2H+

由于陽(yáng)極附近有OH-存在，因此會(huì)有水生成。

即:陽(yáng)極電極反應(yīng)式:Ni(OH)2 -2e-+2OH-=== NiO2+2H2O

此時(shí)我們通過(guò)常規(guī)方法已將蓄電池放電和充電時(shí)所有電極反應(yīng)寫(xiě)出，但我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣寫(xiě)很浪費(fèi)時(shí)間，有必要找到一種巧妙方法來(lái)解題。

巧妙方法:

仔細(xì)觀察剛才寫(xiě)過(guò)的電極反應(yīng)我們不難發(fā)現(xiàn)，充電時(shí)陰極電極反應(yīng)恰好是放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng);陽(yáng)極電極反應(yīng)恰好是放電時(shí)正極反應(yīng)的逆反應(yīng)。簡(jiǎn)便方法即是我們可以先求出放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)，利用總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)求出正極反應(yīng)，然后將負(fù)極反應(yīng)逆寫(xiě)即得充電時(shí)陰極反應(yīng)，正極反應(yīng)逆寫(xiě)即得充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)。

(唐山市豐南區(qū)第二中學(xué))