提高学生的化学思维能力

王君武

高三复习，培养学生的思维能力是关键。笔者以原电池知识为例，谈谈如何提高学生的思维能力。

以三价铁离子和铁发生反应设计电池。首先，教师出示下列问题：如图1，正极材料是什么物质？负极材料是什么物质？电解质溶液是什么物质？正极负极发生了什么反应？电池的总反应是什么？原电池装置图怎样画？

提出问题后，教师引导学生分析电极及电极反应的特点，得出铁片做负极、C棒做正极，左烧杯的电解质溶液为FeCl3溶液，右烧杯的电解质溶液为FeCl2溶液的结论，最后得出如下关系式：

负极：Fe-2e-—Fe2+

正极：2Fe3++2e-—3Fe2+

总反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+—3Fe2+

联系日常生活实际，层层设问，既提高了学生学习的兴趣，又促使学生积极思考。

以锂为材料设计手机所用电池。教师出示图2，并列出如下问题：手机锂电池是怎样设计的？为什么要用非水溶液？锂离子是怎样镶嵌在石墨中的？石墨烯在电池中起什么作用？

然后，通过引导学生分析锂的质量轻、能量大、较活泼，能够和水发生反应等特性，所以用非水溶剂。最后，得出钴锂电池的总化学反应为：Li1-xCoO2+LixC6 —LiCoO2+C6（C6为石墨）。负极反应为：LixC6-xe- —xLi++C6;正极反应为：Li1-xCoO2+xLi++xe-—LiCoO2。这样联系日常生活实际，引导学生学会思考分析，激发了他们的学习兴趣，培养了他们解决问题的能力。

以葡萄糖为燃料设计微生物燃料电池。教师先引导学生分析燃料电池的特点：燃料参与负极反应，失去电子;氧气作氧化剂，参与正极反应，得到电子。然后，设计出葡萄糖微生物燃料电池结构为图3：

燃料电池中，燃料葡萄糖在负极微生物作用下参加反应，氧气在正极上参加反应，即

正極：6O2+24H++24e-—12H2O

负极：C6H12O6 -24e-+6H2O—6CO2+24H+

总化学反应方程式为：C6H12O6+6O2—6CO2+ 6H2O。

以海水、河水及离子交换膜设计浓差电池。交换膜能提高电池效率，可以进行溶液浓缩、物质的提纯、物质的净化、电化学物质的合成等。设计浓差电池，能让学生进一步理解离子交换膜的知识。教学时，教师可以引导学生分析浓差电池特点，从而得出正极负极的电极反应（图4）。

浓差电池的特点是两种溶液的浓度有差别，高浓度状态的离子向低浓度转移产生电动势。海水中Na+、Cl-浓度大，而河水中Na+、Cl-浓度小，利用阳离子交换膜，使Na+从浓度高的海水渗透到河水中，从而产生电势差而形成电池，得到负极反应：2Cl--2e- —Cl2↑，正极反应：2H++2e- —H2↑。

（作者单位：襄阳市南漳县第一中学）

责任编辑  张敏