談中學化學中的原電池教學

司玉玲

摘 要： 在中學化學教學中，原電池原理的教學是一個重點內容，在這部分內容的學習中，很多同學對于電極的判定，電極反應式的書寫，以及新型電池的有關知識深感頭疼。本文就原電池的相關知識展開討論，以期幫助同學們更好地掌握本部分內容。

關鍵詞： 原電池 新型電池 電極反應 學習方法

近年來，隨著教學體制和高考命題的改革，高考命題體現了對學生能力的考查，體現了學生知識在生活實際中的運用能力。作為能源的重要代表物，原電池受到了命題者的青睞，頻繁登上高考舞臺，隨著原電池的應用越來越廣泛，各種新型電池也不斷闖入我們的生活。本文就教學中對原電池原理知識的處理及幾種新型電池的原理及應用作分析，希望對廣大師生的教與學有所幫助。

一、對原電池原理教學的幾點思考

原電池是將化學能轉化為電能的裝置，對于原電池的學習要注意從能量、原理和構成及應用等多角度進行全面分析和把握。我們在教學中要注意：原電池中，負極失電子發生氧化反應，正極得電子發生還原反應，任意一個原電池裝置都遵循這一規律。我們在學習原電池時一定要準確把握電極的判定方法，電極反應式的書寫，明確高考命題重點，用高考命題走向做指引，合理地設計教學。從近年的高考命題來看，有關原電池的考查，主要集中在以下幾個方面：1.原電池的電極的判定及電極反應式的書寫；2.化學腐蝕與電化學腐蝕及一般防腐蝕方法；3.根據原電池的電極變化，進行原電池原理的應用；4.有關原電池的簡單計算。我們在教學中要根據這些命題特點，有針對性地進行教學，使學生在掌握扎實的基礎上，獲得能力的提升。電極反應式的書寫和計算，都離不開電極的判定，通常的判斷方法有：1.根據電極材料判斷：活潑電極做負極，不活潑電極為正極；2.據電流方向或電子流動的方向判斷：電流是由正極流向負極；電子流動的方向是由負極流向正極；3.用原電池兩極反應判斷：發生氧化反應的是負極；發生還原反應的為正極。在作出準確判斷后，進行其他解析就比較簡單了。

二、有關原電池原理常見命題角度的探討

在各級命題中，對于原電池原理的考查，主要體現在考查原電池的組成及原理、電極判定和電極反應和原電池原理的應用幾個方面，下面通過一道題目具體分析一下。

例題：以下各種關于原電池的敘述正確的是（？搖？搖 ）

A.將鐵、銅兩種金屬連接插入NaOH溶液中，可以組成原電池

B.在鐵、鋁、稀硫酸組成的原電池中，鐵做負極，鋁做正極

C.某氫氧燃料電池兩個電極均是石墨電極，因兩電極活潑性相同，所以沒有正負極之分

D.任意環境下的氫氧燃料電池中，負極反應均為H -2e =2H

答案：A。思路分析：題目從各個角度對原電池概念、電極的判定及電極反應式的書寫等知識進行了考查。A中符合原電池的組成要求，鐵、銅兩種活潑性不同的金屬連接插入電解質溶液中，所以能形成原電池，故A正確；B中，鋁比鐵活潑，因此鋁做負極，鐵做正極，所以B選項是錯誤的；C中雖然兩電極材料相同，但是發生了氧化還原反應，形成了原電池，有正負極之分；在堿性環境下，負極反應為H +2OH -2e =2H O。

三、對新型電池的工作原理及應用進行考查

將新型電池運用到生產生活中，為人類提供能源是原電池的重要應用。在當前對學生能力要求越來越高的形勢下，有關新型電池應用的試題會越來越多地出現在各級考試中，我們要注意在書寫原電池的電極反應時，一定要注意后繼反應的發生，在很多情況下，電極反應產物會與電解質溶液發生后繼反應，若稍有不慎，就會造成錯答。

例題：（1）有人設計Pt和Zn為電極材料，埋入人體作為某種心臟病人的心臟起搏的能源，它依靠人體內體液中含有一定濃度的溶解氧、H 和Zn ，進行工作。試寫出電極反應方程式。

（2）航天技術上使用的氫—氧燃料電池具有高能、輕便和無污染等優點，氫—氧燃料電池有酸性和堿性兩種，它們放電時的電池的總反應化學方程式均可表示為：2H +O =2H O，酸式氫—氧燃料電池電解質是酸，負極反應是：2H -4e =4H ，其正極反應為：？搖？搖？搖 ？搖？搖？搖。堿式氫—氧燃料電池電解質是堿，正極反應是：O +2H O+4e =4OH ，其負極反應為：？搖？搖？搖 ？搖？搖。

答案：（1）負極：Zn-2e =Zn ？搖？搖？搖正極：O +2H O+4e =4OH

（2）正極反應為：O +4H +4e =2H O？搖？搖負極反應為：2H +4OH -4e =4H O

思路分析：（1）中既然作為能源，就一定是原電池原理，從而得出Pt-Zn和人體內體液組成原電池，若僅從題目信息中看到人體內體液中含有H+，而不考慮實際情況，就會錯誤地認為正極反應是：2H +2e =H ↑。由于人體內不可能呈現較強的酸性，故應該是溶解氧得電子。由于Zn比Pt活潑，因此Zn做負極Pt做正極。發生的電極反應式，負極：Zn-2e =Zn ，正極：O +2H O+4e =4OH 。（2）中通過氫—氧燃料電池的工作原理，對電極反應式的書寫進行了考查，根據題目信息可知：在酸性電池中，正極上O 得電子，在水溶液中首先會形成OH ，但在酸性介質中，OH 不能存在，將與溶液中的H 發生中和反應，故電極反應式為O +4H +4e =2H O；堿性條件下，負極上H 放電，會生成H ，H 在堿性介質中不能存在，將與OH 發生中和反應，生成H O，所以此時負極反應為2H +4OH -4e =4H O。在解題過程中，容易受習慣性思維限制，忽視溶液的性質，錯誤地將答案寫為：O +2H O+4e =4OH 和2H -4e =4H 。

從以上分析不難看出，在原電池教學中，我們要緊抓基礎，幫助學生掌握原電池類習題的解析方法，并在解題過程中逐步培養學生的思維能力和綜合能力。

參考文獻：

[1]張秀鋒.原電池命題點分析.學知報，2011.04.15.

[2]2013年高考化學考試說明.

[3]曲一線.《五年高考，三年模擬》2014B版.