高中化學原電池與電解池的教學分析

摘要 原電池與電解池的知識在高中化學知識中占有比較重要的位置，因此在進行這一部分的學習時，教師應根據學生的具體情況，運用有趣高效的教學方法來引起學生對化學的興趣，并通過適當的實驗來調動學生學習化學的積極性，培養學生分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞 高中化學；原電池；電解池；實驗

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X(2014)13-0134-02

化學是高中學習階段的一門基礎學科，學生在學習化學時常因其很強的實踐性和邏輯性而遇到很多困難。原電池與電解池是高中化學的重要部分之一。文章主要介紹原電池與電解池的相關內容，和以這一知識點為根據，相關問題的解決以及這部分內容教學上的問題。

1 原電池與電解池

原電池的原理及形成條件原電池中的反應是自發的氧化還原反應，反應中電子定向移動形成電流，把化學能轉化成電能。原電池需要具備三個條件才能構成：一是兩個電極的材料由兩種活動性不同的金屬或其他非金屬或氧化物等導電材料組成；二是要構成閉合回路；三是兩電極在電解質溶液中。

電解池的原理及形成條件電解池發生的反應是非自發的氧化還原反應，電源中的電流通過電解質溶液在陰極和陽極引起氧化還原反應，把電能轉化成化學能。電解池又電源、電極以及電解質溶液等構成。

2 原電池與電解池的區別及判斷

在進行原電池和電解池的學習時，學生很容易將其混為一談。因此，弄清它們之間的區別對學生進行解題有著重要的意義。原電池是將化學能轉化為電能的裝置，電解池則是將電能轉化為化學能的裝置；電解池需要外接電源，判斷時沒有外接電源的是原電池，有外接電源的是電解池；當原電池與電解池結合出現時，含有活潑金屬池一般為原電池，而剩余池一般是在其帶動下而工作的電解池；當池中最活潑的電極相同時，則池中兩極活潑性區別大的一般為原電池，剩余的為電解池。

3 原電池與電解池兩極判斷及電極反應式的書寫

判斷出原電池和電解池的兩極，是學生進行解題的前提，正確寫出電極反應式是解題的關鍵。在書寫電極反應式時應遵循四項原則：一是電子守恒，負極反應中失電子數應與正極反應中得電子數相同；二是電荷守恒，電極反應式的兩邊電量相等、電性相同；三是質量守恒，電極反應式兩邊的所有元素的原子總數要相同；四是書寫出的反應式應與實際相符合。此外，書寫電極反應時，可以使用加減法則，即根據總反應式和其中一極的電極反應式，用總反應式減去已知的電極反應式，由此得出另外一極的反應式。書寫時，還應考慮電解液中各物質的共存原則，如氫離子不能在堿性溶液中參加反應，二氧化碳也不能在其中存在，酸性溶液中的氫氧根不可能參加反應等。

原電池的正負極的判斷及反應式的書寫在做關于原電池的題目時，判斷出原電池的正負極是必要的步驟。當原電池的兩極由兩種活動性不同的金屬構成，活潑金屬做負極，電子從負極金屬流出，從正極金屬端流入。當進行判斷時，學生可根據金屬活動順序來比較兩極金屬的活潑性，負極總是失電子，正極總是得電子。但是，原電池的正極反應通常要根據電解液的成分來進行判斷，有時兩極材料相同，而電解液成分不同，發生在正極的化學反應有時也不同。如在銅鋅原電池中，用稀硫酸溶液做電解液，鋅比銅的活潑性強做負極，銅做正極；負極的鋅失去兩個電子變成鋅離子，而氫離子得到兩個電子被還原成氫氣。負極反應式為：Zn-2e-=Zn2+。正極反應式為：2H++2e-=H2。這樣進行分析就能簡單準確地寫出反應式。

電解池中陰極和陽極的判斷及反應式的書寫電解池陰極和陽極的判斷比原電池正負極的判斷簡單，根據電解池中電極和外接電源兩極相連的情況就可以判斷出。與電源負極相連的一極為陰極，反應發生時，溶液中具有強氧化能力的離子在陰極上得電子，發生的反應是還原反應。與電源正極相連的一極是電解池的陽極，在陽極上，溶液中具有強還原性的離子失去電子，發生氧化反應。在兩電極各生成相應的產物，并根據電解池的各組成物質判斷出陰極和陽極的產物。

【例題】用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，陽極燃氣為CO，CO2與空氣的混合氣體為陰極助燃氣，制得燃料電池。陽極反應式為：2CO+2CO32--4e-=4CO2。寫出陰極反應式。

本題中CO作還原劑，O2作氧化劑，總反應為：2CO+O2

=2CO2。根據加減原則，可用總反應式減去負極的反應式，從而得出電池正極反應式：O2+2CO2+4e-=2CO32-。

4 電解池中兩極材料、電解液以及產物的聯系

電解池中電解產物的產生與其電極材料和電解液有很大關系，根據電極的材料分為兩種情況，即采用惰性電極或非惰性電極。一是采用惰性材料電解，如用不參加反應的碳棒，當溶液中存在很多金屬陽離子時，根據其活動性的大小來判斷其析出的先后順序。二是采用非惰性電極，當陰極、陽極和電解液中的金屬陽離子為相同離子時，則可用做金屬的精煉。如銅的精煉，陰陽兩極都是銅棒，并用銅的鹽溶液作為電解液，接通外接電源時，陽極的銅失電子被氧化成銅離子，陰極的銅離子得到電子形成銅被析出，而銅棒上的鋅、鐵等雜質會在電解液中溶解，且因鋅、鐵的金屬活動性比銅的金屬活動性強，所以不能在陰極析出，最終以陽離子的形式在溶液中存在。而比銅金屬活動性弱的金屬在陽極無法失電子變成陽離子，只能以單質的形式存在并沉淀在電解池的底部，稱為陽極泥。

5 原電池與電解池教學上的問題

原電池與電解池這部分內容相對比較抽象，學生在學習時死記硬背是行不通的，如果不能做到真正的理解，就不能完全掌握和靈活運用，可能只會解一些固定模式的題，而無法做到舉一反三。原電池和電解池兩者本身概念就比較相近，理解不清者很容易混淆，且高中有很多原電池與電解池綜合題型，這更加大了學生對原電池與電解池的理解的難度。而且，許多化學教師因只按照教材上理論知識及少量的演示實驗進行講解，學生對其難以深刻理解，長時間下去，對這方面的知識一知半解。因此，教師應安排學生分組多進行實驗。有實物為參照的講解讓學生的理解能達到事半功倍的效果，且學生自己體驗感受，能夠更直觀地了解原電池與電解池的原理，促進學生對知識的吸收。學生自己動手實驗，能從被動的接受變成主動的探索，并強化對原電池與電解池這部分內容的認知和理解，更深刻地記住原電池與電解池的相關內容。還有助于培養學生自學的能力，提高學生學習的效率和化學學習的水平，以及促進學生全面提升化學素養。

6 結束語

總之，高中化學中的原電池與電解池的知識是比較重要的，在進行這一部分的學習時，教師應根據學生的具體情況，運用有趣、高效的教學方法來引起學生對化學學習的興趣，并通過適當的實驗來調動學生學習化學的積極性，培養學生分析問題、解決問題的能力。教師還應注意結合生活實踐，通過結合生活中存在的化學現象的講解，強化學生的學習。

參考文獻

[1]朱中衡.高中化學教學中關于原電池與電解池的分析[J].考試周刊，2013(17).

[2]莘贊梅.促進學生“微粒觀”建構和發展的教學研究:以人教版選修4“電解池”教學為例[J].中學化學教學參考，

2012(11).

[3]黃俊柏.抓住關鍵 把握規律 突破難點:關于原電池與電解池部分的教學體會[J].長江水利教育，1992(4).

[4]張淼玲.原電池電解池的區別與判斷[J].教育教學論壇，2011(7).

[5]馬世忠.化學教學中原電池與電解池的綜合分析[J].中學生數理化:教與學，2012(2).