關于高中電化學教學中,學生們對原電池與電解池的原理都來源于對氧化還原反應的理解,原電池的原始模型來自普通高中課程人教版(2019)必修2第六章第一節,電解池的概念是來自于普通高中課程人教版(2019)選擇性必修一第四章第二節。這兩節的內容學習的時間也相隔了半年,因此明確裝置中電極反應,對原電池和電解池的理解有著促進作用。雖然化學也是一門以實驗為基礎的學科但高中學校條件的限制以及學生基礎的差異,學生們在學習的過程中很容易出現難理解的情況,特別是在選擇性必修一化學反應與原理這本教材時,前三章的反應原理已經讓很多學生喪失了化學學習的興趣,再到學習原電池和電解池的相關知識時,內容抽象復雜,整體難度比較大,讓學生們對原電池和電解池有一個正確的了解,難度就更大了。
摘要:原電池和電解池是氧化還原反應原理的具體應用,探究化學反應發生的原因,是理解及應用原電池、電解池的前提和關鍵。因此在分析、研究原電池或電解池的問題時,要緊緊抓住氧化還原反應這—主線索。
關鍵詞:原電池;電解池;電極;電極反應;
一、原電池與電解池的區別與判斷
在“原電池”與“電解池”的教學中,經常會發現一些學生單獨記原電池和電解池的裝置沒什么大問題能,但是將兩個裝置放到一起時就分不清了,這與學生對原理的認識以及知識上的遺忘有很大的關系。我們可以從以下幾個方面幫助學生來區分。
1、反應原理 兩者均是發生氧化還原反應,但原電池是自反進行的,電解池是非自發的需消耗電能才可進行的反應。
2、形成條件 原電池一般是活動性不同的兩個電極連接,電極插入電解質溶液中形成閉合回路;電解池的兩個電極接直流電源,電極插入電解質溶液中形成閉合回路。
3、電極名稱 原電池裝置中的兩電極為正、負極,負極為較活潑金屬;正極為較不活潑的金屬。電解池裝置中的兩極為陰、陽極,與電源負極相連的一極為陰極;與電源正極相連的一極為陽極;電解池的陰、陽極由外加電源決定的。
4、電極反應 原電池負極發生氧化反應,一般是金屬失電子,正極發生還原反應,溶液中的陽離子得電子。電解池的陽極發生氧化反應,溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子;陰極發生還原反應,溶液中的陽離子得電子。
5、電子的流向 原電池中電子從負極出發經過導線回到正極。電解池中電子從電源的負極出發經過導線到達陰極表面,陽極失去電子經過導線回到電源正極。
讓學生覺得最難的是多池串聯問題,沒有明顯的電源學生一般難以區分原電池裝置和電解池裝置。我們可以從燃料電池和常規的電解池裝置著手區分兩池,這就需要學生對燃料電池的原理非常熟悉進而確定電解池的陰、陽極。總而言之一句話,區分兩池時始終抓住原電池是自發進行的氧化還原反應的裝置,電解池是被迫進行的氧化還原反應裝置來判斷一定不會錯。