高中化学原电池与电解池的教学分析
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摘要 原电池与电解池的知识在高中化学知识中占有比较重要的位置，因此在进行这一部分的学习时，教师应根据学生的具体情况，运用有趣高效的教学方法来引起学生对化学的兴趣，并通过适当的实验来调动学生学习化学的积极性，培养学生分析问题、解决问题的能力。 关键词 高中化学；原电池；电解池；实验 中图分类号：G633.8文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2014)13-0134-02
化学是高中学习阶段的一门基础学科，学生在学习化学时常因其很强的实践性和逻辑性而遇到很多困难。原电池与电解池是高中化学的重要部分之一。文章主要介绍原电池与电解池的相关内容，和以这一知识点为根据，相关问题的解决以及这部分内容教学上的问题。 1 原电池与电解池
原电池的原理及形成条件原电池中的反应是自发的氧化还原反应，反应中电
子定向移动形成电流，把化学能转化成电能。原电池需要具备三个条件才能构成：一是两个电极的材料由两种活动性不同的金属或其他非金属或氧化物等导电材料组成；二是要构成闭合回路；三是两电极在电解质溶液中。
电解池的原理及形成条件电解池发生的反应是非自发的氧化还原反应，电源中的电流通过电解质溶液在阴极和阳极引起氧化还原反应，把电能转化成化学能。电解池又电源、电极以及电解质溶液等构成。 2 原电池与电解池的区别及判断
在进行原电池和电解池的学习时，学生很容易将其混为一谈。因此，弄清它们之间的区别对学生进行解题有着重要的意义。原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池则是将电能转化为化学能的装置；电解池需要外接电源，判断时没有外接电源的是原电池，有外接电源的是电解池；当原电池与电解池结合出现时，含有活泼金属池一般为原电池，而剩余池一般是在其带动下而工作的电解池；当池中最活泼的电极相同时，则池中两极活泼性区别大的一般为原电池，剩余的为电解池。
3 原电池与电解池两极判断及电极反应式的书写
判断出原电池和电解池的两极，是学生进行解题的前提，正确写出电极反应式是解题的关键。在书写电极反应式时应遵循四项原则：一是电子守恒，负极反应中失电子数应与正极反应中得电子数相同；二是电荷守恒，电极反应式的两边电量相等、电性相同；三是质量守恒，电极反应式两边的所有元素的原子总数要相同；四是书写出的反应式应与实际相符合。此外，书写电极反应时，可以使用加减法则，即根据总反应式和其中一极的电极反应式，用总反应式减去已知的电极反应式，由此得出另外一极的反应式。书写时，还应考虑电解液中各物质的共
存原则，如氢离子不能在碱性溶液中参加反应，二氧化碳也不能在其中存在，酸性溶液中的氢氧根不可能参加反应等。
原电池的正负极的判断及反应式的书写在做关于原电池的题目时，判断出原电池的正负极是必要的步骤。当原电池的两极由两种活动性不同的金属构成，活泼金属做负极，电子从负极金属流出，从正极金属端流入。当进行判断时，学生可根据金属活动顺序来比较两极金属的活泼性，负极总是失电子，正极总是得电子。但是，原电池的正极反应通常要根据电解液的成分来进行判断，有时两极材料相同，而电解液成分不同，发生在正极的化学反应有时也不同。如在铜锌原电池中，用稀硫酸溶液做电解液，锌比铜的活泼性强做负极，铜做正极；负极的锌失去两个电子变成锌离子，而氢离子得到两个电子被还原成氢气。负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。正极反应式为：2H++2e-=H2。这样进行分析就能简单准确地写出反应式。
电解池中阴极和阳极的判断及反应式的书写电解池阴极和阳极的判断比原电池正负极的判断简单，根据电解池中电极和外接电源两极相连的情况就可以判断出。与电源负极相连的一极为阴极，反应发生时，溶液中具有强氧化能力的离子在阴极上得电子，发生的反应是还原反应。与电源正极相连的一极是电解池的阳极，在阳极上，溶液中具有强还原性的离子失去电子，发生氧化反应。在两电极各生成相应的产物，并根据电解池的各组成物质判断出阴极和阳极的产物。 【例题】用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，阳极燃气为CO，CO2与空气的混合气体为阴极助燃气，制得燃料电池。阳极反应式为：2CO+2CO32--4e-=4CO2。写出阴极反应式。
本题中CO作还原剂，O2作氧化剂，总反应为：2CO+O2
=2CO2。根据加减原则，可用总反应式减去负极的反应式，从而得出电池正极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32-。 4 电解池中两极材料、电解液以及产物的联系
电解池中电解产物的产生与其电极材料和电解液有很大关系，根据电极的材料分为两种情况，即采用惰性电极或非惰性电极。一是采用惰性材料电解，如用不参加反应的碳棒，当溶液中存在很多金属阳离子时，根据其活动性的大小来判断其析出的先后顺序。二是采用非惰性电极，当阴极、阳极和电解液中的金属阳离子为相同离子时，则可用做金属的精炼。如铜的精炼，阴阳两极都是铜棒，并用铜的盐溶液作为电解液，接通外接电源时，阳极的铜失电子被氧化成铜离子，阴极的铜离子得到电子形成铜被析出，而铜棒上的锌、铁等杂质会在电解液中溶解，且因锌、铁的金属活动性比铜的金属活动性强，所以不能在阴极析出，最终以阳离子的形式在溶液中存在。而比铜金属活动性弱的金属在阳极无法失电子变成阳离子，只能以单质的形式存在并沉淀在电解池的底部，称为阳极泥。 5 原电池与电解池教学上的问题
原电池与电解池这部分内容相对比较抽象，学生在学习时死记硬背是行不通的，如果不能做到真正的理解，就不能完全掌握和灵活运用，可能只会解一些固定模式的题，而无法做到举一反三。原电池和电解池两者本身概念就比较相近，理解不清者很容易混淆，且高中有很多原电池与电解池综合题型，这更加大了学生对原电池与电解池的理解的难度。而且，许多化学教师因只按照教材上理论知识及少量的演示实验进行讲解，学生对其难以深刻理解，长时间下去，对这方面的知识一知半解。因此，教师应安排学生分组多进行实验。有实物为参照的讲解让学生的理解能达到事半功倍的效果，且学生自己体验感受，能够更直观地了解
原电池与电解池的原理，促进学生对知识的吸收。学生自己动手实验，能从被动的接受变成主动的探索，并强化对原电池与电解池这部分内容的认知和理解，更深刻地记住原电池与电解池的相关内容。还有助于培养学生自学的能力，提高学生学习的效率和化学学习的水平，以及促进学生全面提升化学素养。 6 结束语
总之，高中化学中的原电池与电解池的知识是比较重要的，在进行这一部分的学习时，教师应根据学生的具体情况，运用有趣、高效的教学方法来引起学生对化学学习的兴趣，并通过适当的实验来调动学生学习化学的积极性，培养学生分析问题、解决问题的能力。教师还应注意结合生活实践，通过结合生活中存在的化学现象的讲解，强化学生的学习。 参考文献
[1]朱中衡.高中化学教学中关于原电池与电解池的分析[J].考试周刊,2013(17).
[2]莘赞梅.促进学生“微粒观”建构和发展的教学研究:以人教版选修4“电解池”教学为例[J].中学化学教学参考, 2012(11).
[3]黄俊柏.抓住关键 把握规律 突破难点:关于原电池与电解池部分的教学体会[J].长江水利教育,1992(4).
[4]张淼玲.原电池电解池的区别与判断[J].教育教学论坛,2011(7). [5]马世忠.化学教学中原电池与电解池的综合分析[J].中学生数理化:教与学,2012(2).