對《原電池》教學中的一些認識

摘 要：本文從原電池發明的意義入手，通過三個實驗，引導學生逐步觀察，發現問題，進而歸納出原電池存在的三個條件。本文還探討了物理學與化學相關概念的聯系。在實踐中運用了發現法的教學過程及技術。

關鍵詞：原電池；化學；實驗

中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）16-202-01

原電池知識是每年高考的必考內容，重現率較高，所考查的許多原電池又是一些未學過的新型電池，只有真正理解了原電池原理，才能解決這些問題。下面是自己在教學中的一些體會，和大家分享一下。

原電池是將化學能轉化成電能的裝置，其構成條件為

1、活潑性不同的兩個電極；2、電解質溶液或熔融電解質；3、形成閉合回路；4、自發的氧化還原反應

一、對構成條件的進一步認識

1、一般情況下，活潑的電極為負極，不活潑的電極為正極，但是也有特例，如Mg-Al-NaOH電池，雖然鎂比鋁活潑，但由于鋁與NaOH溶液反應，鋁為負極；再如Cu-Al-HNO3(濃)，由于濃硝酸使鋁鈍化，阻止進一步反應，因而銅為負極，鋁為正極。有時電極也可以相同，如氫氧燃料電池中的電極都為惰性電極（如鉑電極）

2、對于電解質的認識，只要能導電的電解質就可以。可以是電解質溶液，如Mg-Al-NaOH電池中的氫氧化鈉溶液；也可以是熔融的電解質，如以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽，電池總反應方程式為：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O；也可以是導電的固體電解質，如某固體酸性燃料電池以CaHSO4固體為電解質傳遞H+，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2 + O2 == 2H2O，

3、對閉合回路的認識。只要是兩個電極通過導線連接或直接接觸都是閉合回路。

4、只有自發的氧化還原反應才能設計出原電池，如Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑，是一個自發的氧化還原反應，可以設計出原電池；而Cu+2HCl=CuCl2+H2↑是一個非自發的氧化還原反應，就不能設計成原電池，要想使之發生，只能設計出電解池。自發的氧化還原反應可以設計出原電池，也可以設計成電解池。

二、對原電池電極的判斷：

1、一般情況下，活潑性強的電極是負極，活潑性弱的電極是正極。但Mg-Al-NaOH電池，雖然鎂比鋁活潑，但由于鋁與NaOH溶液反應，鋁為負極。所以哪個電極與電解質反應發生反應，哪個是負極。2、根據電池反應或電極反應進行判斷。失電子，發生氧化反應的電極是負極；得電子，發生還原反應的的電極是正極。3、根據電流、電子、離子移動方向判斷。電流流出的一極為正極，電流流入的一極為負極；電子流出的一極為負極，電子流入的一極為正極。在內電路中陰離子移向的一極為負極，陽離子移向的一極為正極。4、根據電極現象來判斷。如電極變粗或加酚酞后變紅等的是正極，電極變細等的為負極，但要注意根據具體反應進行判斷。

三、對電極反應書寫的認識：正確書寫電極反應和電池反應是解決原電池問題的關鍵。在教學中，我要求學生在書寫原電池電極反應時要做到：

1、明確電池反應類型：（1）負極和電解質溶液反應類型，如Mg-Al-NaOH電池 。（2）負極和電解質溶液不反應，吸氧腐蝕型。Fe-C-NaCl溶液。（3）兩個電極都為惰性電極。如氫氧燃料電池。2、正極發生還原反應，負極發生氧化反應。3、考慮電解質是否參加電極反應（一般考慮的是原先加入的電解質是否反應，而非后反應生成的物質，如鋼鐵的吸氧腐蝕，負極反應一般寫為Fe=Fe2++2e-，而不寫成Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e-）。4、按以下步驟書寫：依次寫出電極反應的氧化劑（或還原劑）、電極還原產物（或氧化產物）、得（失）電子數，再由電荷守恒或質量守恒推出其它的反應物或生成物。總反應減去一極就為另一極電極反應。

【例題1】Mg-Al-NaOH原電池。

分析：Al和NaOH溶液反應，為負極，鎂為正極，總電池反應為：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，寫負極反應的時候按Ⅳ中依次寫出反應物、產物、電子： ，由于電解質NaOH參加反應，OH-應寫在“=”之前，再由電荷守恒知道OH-前系數為4。其步驟可表示為： （其中①②③④表示書寫的順序），總反應（離子反應）減去負極反應（減時注意將負極物質系數與總反應調成一致）就是正極反應：6H2O=6OH-＋3H2↑或2H2O=2OH-＋H2↑（最簡系數）。

四、對于原電池原理在生活中應用的認識。

1、犧牲陽極保護法可以用于金屬的防腐。如在輪船底部放置鋅塊防止鋼鐵腐蝕，鋅、船體、海水構成原電池，鋅做負極，船體做正極，鋅對于船體起到很好的保護作用。2、可以加快反應的進行。如實驗室中用鋅和硫酸制取氫氣，為了加快制取氫氣的速率，往往需要加入銅粉構成原電池。3、利用原電池原理制造化學電池。其中新型的燃料電池，既能提高燃料、能量的利用率，而且還可以減少污染。

以上是自己在教學中的一點淺薄認識，學生在應用中的效果不錯，希望對各位同仁們有所幫助。