谈中学化学中的原电池教学

司玉玲

摘 要： 在中学化学教学中，原电池原理的教学是一个重点内容，在这部分内容的学习中，很多同学对于电极的判定，电极反应式的书写，以及新型电池的有关知识深感头疼。本文就原电池的相关知识展开讨论，以期帮助同学们更好地掌握本部分内容。

关键词： 原电池 新型电池 电极反应 学习方法

近年来，随着教学体制和高考命题的改革，高考命题体现了对学生能力的考查，体现了学生知识在生活实际中的运用能力。作为能源的重要代表物，原电池受到了命题者的青睐，频繁登上高考舞台，随着原电池的应用越来越广泛，各种新型电池也不断闯入我们的生活。本文就教学中对原电池原理知识的处理及几种新型电池的原理及应用作分析，希望对广大师生的教与学有所帮助。

一、对原电池原理教学的几点思考

原电池是将化学能转化为电能的装置，对于原电池的学习要注意从能量、原理和构成及应用等多角度进行全面分析和把握。我们在教学中要注意：原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，任意一个原电池装置都遵循这一规律。我们在学习原电池时一定要准确把握电极的判定方法，电极反应式的书写，明确高考命题重点，用高考命题走向做指引，合理地设计教学。从近年的高考命题来看，有关原电池的考查，主要集中在以下几个方面：1.原电池的电极的判定及电极反应式的书写；2.化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法；3.根据原电池的电极变化，进行原电池原理的应用；4.有关原电池的简单计算。我们在教学中要根据这些命题特点，有针对性地进行教学，使学生在掌握扎实的基础上，获得能力的提升。电极反应式的书写和计算，都离不开电极的判定，通常的判断方法有：1.根据电极材料判断：活泼电极做负极，不活泼电极为正极；2.据电流方向或电子流动的方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动的方向是由负极流向正极；3.用原电池两极反应判断：发生氧化反应的是负极；发生还原反应的为正极。在作出准确判断后，进行其他解析就比较简单了。

二、有关原电池原理常见命题角度的探讨

在各级命题中，对于原电池原理的考查，主要体现在考查原电池的组成及原理、电极判定和电极反应和原电池原理的应用几个方面，下面通过一道题目具体分析一下。

例题：以下各种关于原电池的叙述正确的是（？摇？摇 ）

A.将铁、铜两种金属连接插入NaOH溶液中，可以组成原电池

B.在铁、铝、稀硫酸组成的原电池中，铁做负极，铝做正极

C.某氫氧燃料电池两个电极均是石墨电极，因两电极活泼性相同，所以没有正负极之分

D.任意环境下的氢氧燃料电池中，负极反应均为H -2e =2H

答案：A。思路分析：题目从各个角度对原电池概念、电极的判定及电极反应式的书写等知识进行了考查。A中符合原电池的组成要求，铁、铜两种活泼性不同的金属连接插入电解质溶液中，所以能形成原电池，故A正确；B中，铝比铁活泼，因此铝做负极，铁做正极，所以B选项是错误的；C中虽然两电极材料相同，但是发生了氧化还原反应，形成了原电池，有正负极之分；在碱性环境下，负极反应为H +2OH -2e =2H O。

三、对新型电池的工作原理及应用进行考查

将新型电池运用到生产生活中，为人类提供能源是原电池的重要应用。在当前对学生能力要求越来越高的形势下，有关新型电池应用的试题会越来越多地出现在各级考试中，我们要注意在书写原电池的电极反应时，一定要注意后继反应的发生，在很多情况下，电极反应产物会与电解质溶液发生后继反应，若稍有不慎，就会造成错答。

例题：（1）有人设计Pt和Zn为电极材料，埋入人体作为某种心脏病人的心脏起搏的能源，它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H 和Zn ，进行工作。试写出电极反应方程式。

（2）航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点，氢—氧燃料电池有酸性和碱性两种，它们放电时的电池的总反应化学方程式均可表示为：2H +O =2H O，酸式氢—氧燃料电池电解质是酸，负极反应是：2H -4e =4H ，其正极反应为：？摇？摇？摇 ？摇？摇？摇。碱式氢—氧燃料电池电解质是碱，正极反应是：O +2H O+4e =4OH ，其负极反应为：？摇？摇？摇 ？摇？摇。

答案：（1）负极：Zn-2e =Zn ？摇？摇？摇正极：O +2H O+4e =4OH

（2）正极反应为：O +4H +4e =2H O？摇？摇负极反应为：2H +4OH -4e =4H O

思路分析：（1）中既然作为能源，就一定是原电池原理，从而得出Pt-Zn和人体内体液组成原电池，若仅从题目信息中看到人体内体液中含有H+，而不考虑实际情况，就会错误地认为正极反应是：2H +2e =H ↑。由于人体内不可能呈现较强的酸性，故应该是溶解氧得电子。由于Zn比Pt活泼，因此Zn做负极Pt做正极。发生的电极反应式，负极：Zn-2e =Zn ，正极：O +2H O+4e =4OH 。（2）中通过氢—氧燃料电池的工作原理，对电极反应式的书写进行了考查，根据题目信息可知：在酸性电池中，正极上O 得电子，在水溶液中首先会形成OH ，但在酸性介质中，OH 不能存在，将与溶液中的H 发生中和反应，故电极反应式为O +4H +4e =2H O；碱性条件下，负极上H 放电，会生成H ，H 在碱性介质中不能存在，将与OH 发生中和反应，生成H O，所以此时负极反应为2H +4OH -4e =4H O。在解题过程中，容易受习惯性思维限制，忽视溶液的性质，错误地将答案写为：O +2H O+4e =4OH 和2H -4e =4H 。

从以上分析不难看出，在原电池教学中，我们要紧抓基础，帮助学生掌握原电池类习题的解析方法，并在解题过程中逐步培养学生的思维能力和综合能力。

参考文献：

[1]张秀锋.原电池命题点分析.学知报，2011.04.15.

[2]2013年高考化学考试说明.

[3]曲一线.《五年高考，三年模拟》2014B版.