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学科教育论文-高中化学浅谈电化学教学.doc

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学科教育论文-高中化学浅谈电化学教学.doc

学科教育论文高中化学浅谈电化学教学摘要高中教学电化学知识要点时,我们发现学生对电化学中的几点认识常常含糊不清,现将其整理如下,供同仁们参考。关键词原电池电解池可能自发强制在高中原电池和电解池的电化学教学中,应根据教材原理将电化学知识讲解透彻,否则会给学生造成错误的观点。一、电解池中的可能性1.惰性电极可能反应在电解池中一般认为惰性电极不参加反应,但工业上用石墨电极电解熔化的Al2O3制取铝时的电极反应阳极6O212e3O2阴极4Al312e4Al在高温下C能与O2反应CO2CO2,故惰性电极石墨的惰性是相对的。2.阳极可能参加反应一般认为反应CuH2SO4CuSO4H2是不能完成的,但在电解池中可以进行。以Cu作阳极,其它电极作阴极电解稀硫酸溶液,其电极反应为阳极Cu2eCu2阴极2H2eH2但要注意的是,随着电解的进行CH逐渐减小,CCu2逐渐增大,电解的后阶段变为电镀。电极反应变为阳极Cu2eCu2阴极Cu22eCu故活性电极作阳极时要参加电极与电解反应。3.原子团可能放电惰性电极电解溶液时,原子能团一般是OH放电,但电解Na2SO3溶液时由于SO32的还原性远强于OH,其电极反应是阳极SO322eH2OSO422H阴极2H2eH2总反应是Na2SO3H2ONa2SO4H24.同一电极可能放出两种气体惰性电极电解NH4Cl溶液时,其电极反应是阳极2Cl2eCl2阴极2H2O2eH22OH在阴极,随着电解的进行会发生NH4OHNH3H2O总反应2NH4ClCl22NH3H2在阳极,随着CCl的减小也可能发生2H2O4eO24H故阴极放出H2和NH3阳极放出的Cl2中可能有O2。实际上惰性电极长时间电解溶液的最后阶段都是电解水。二、原电池的可能性1.不活泼电极可能作负极在一般情况下,对于活性不同的两个电极来说,由于活泼的一极比不活泼的一极更容易失去电子,从而活泼的一极的电势往往要低于不活泼的一极,因此在原电池中一般情况下都做负极,但这种情况却并不绝对,我们看下列两组原电池1镁、铝电极与NaOH溶液构成的原电池总反应2Al2HO2H2O2AlO23H2负极2Al6e8OH2AlO24H2O正极6H2O6e3H26OH2铜、铝电极与浓硝酸构成的原电池由于铝在浓硝酸中钝化,总反应是Cu4HNO3CuNO322NO22H2O负极Cu2eCu2正极NO32e4HNO22H2O但要注意的是,随着反应2的进行,总反应变为2Al3CuNO323Cu2AlNO32电极反应是负极2Al6e2Al3正极3Cu26e3Cu从上两例中我们可以看出原电池电极的确定还与电解质溶液有关,由于电解质溶液的不同可能使电极性质也不同,如上述装置改用酸性稀溶液做介质,则活性强的镁、铝分别做负极。2.两个电极可能相同在一般情况下,对于只有活性不同的两个电极来说,才能形成电势差,也才能形成稳定的电流进而组成原电池,然而是否所有的原电池的电极的活性都要不同呢我们看下列一组原电池总反应2H2O22H2O负极2H24e4H正极O24e4H2H2O从上例中我们可以看出燃料电池的正、负极应由其通入的气体的性质来决定,其电极本身的活性不能作为其电极正负的判据,如在燃料电池中两个电极的活性却是可以相同的。3.两个电极可能浸入不同电解质溶液中在中学教材中出现的原电池装置一般都是两个电极浸入同一电解质溶液中形成原电池,致使很多同学都误认为原电池装置中的两个电极一定要浸入同一电解质溶液中,然而在新教材仅出现了一次的丹尼尔电池盐桥却有力的说明了上述观点的局限性。总反应ZnCu2Zn2Cu负极Zn2eZn2正极Cu22eCu4.氧化还原反应只可能设计成原电池原电池的实质是把一个氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行,那么是否所有的氧化还原反应都能设计成原电池呢我们一起来看例题下列反应能设计成原电池的有A.CCO22COB.HClKOHKClH2OC.Cu2FeCl32FeCl2CuCl2D.2NaOHCO2Na2CO3H2O教学反馈发现很多同学都选择了A和C,他们的理由是这两个反应都是氧化还原反应,然而并非所有的氧化还原都能设计成原电池,因为原电池的反应是化学能自发的转化为电能的过程,因此原电池中进行的反应必须满足如下条件即反应必须是氧化还原反应而且该反应必须是自发的氧化还原反应,因此本题的答案只有C。三、教学反思经过以上原电池和电解池的分析,我们在电化学教学中,老师应明确告诉学生1.原电池反应是自发的氧化还原反应。在满足形成原电池的条件两电极、电解质溶液、闭合下,先正确的写出自发的氧化还原反应方程式原电池反应并确定氧化剂和还原剂。还原剂一定在负极上反应,氧化剂一定在正极上反应。如果还原剂是金属,则该金属是原电池的负极,且正极与该金属不同,如果还原剂不是金属,则正负电极由其它电极代替且可相同。这样,既可以根据原电池反应判断正负极和书写电极反应,也可以将自发的氧化还原反应设计成原电池。例1将自发的反应3Cu8HNO33CuNO322NO4H2O设计成原电池并写出电极反应。电池构成Cu作负极、Ag作正极、稀HNO3作电解质溶液。电极反应负极Cu2eCu2正极NO33e4HNO2H2O2.电解池反应是强制的氧化还原反应。在满足形成电解池的条件电解质溶液导电下,根据阳离子的氧化性顺序、阳极活性及阴离子的还原性顺序,正确的写出电解池反应并确定氧化剂和还原剂。还原剂一定在阳极上反应,氧化剂一定在阴极上反应。如果还原剂是金属,则该金属是电解池的阳极阴极任选如果还原剂不是金属,则阳极是惰性的阴极任选。这样,既可以根据电解池反应判断阴、阳极和书写电极反应,也可以将溶液中或离子晶体熔化时不能自发的氧化还原反应设计成电解池反应。但要注意的是,惰性电极电解溶液时最后阶段可能是电解水。例2在溶液中实现Fe2H2OFeOH2H2的反应。电解池构成直流电源、Fe作电极、Na2SO4作电解质溶液,电极反应阳极Fe2e2OHFeOH2阴极2H2O2e2OHH2以上仅是我在教学实践中的一点小体会,不足之处敬请同仁们指正。

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