找出原电池教学中的内在逻辑

曾巍澜

(贵州省铜仁市第八中学，贵州 铜仁 554300)

找出原电池教学中的内在逻辑

曾巍澜

(贵州省铜仁市第八中学，贵州 铜仁 554300)

作为高中阶段化学知识中最难以理解的知识点之一，电化学一直被高考作为高频考点。如何简单有趣并且富有逻辑地讲解原电池内容一直困扰着一线教师。教师通过各个知识与口诀的融合，结合严密的逻辑归纳推理，总结出原电池教学中内在的逻辑关系。

原电池；逻辑关系；方程式；书写顺序

电化学是高中化学知识的重要组成部分，也是高考的高频考点。学生虽然储备应有的知识点，在死记硬背区别正负极、正负极反应式的同时，往往不能打破对原电池的固有认识，从而使得原电池这部分内容既是重点也是教学中的难点。

本节内容是高中化学选修4《化学反应原理》第四章中原电池。学生在高中化学必修2第二章《化学能与电能》简单了解了原电池的基础知识，在选修4的这节课中以Cu-Zn原电池装置为模型，理解原电池的工作原理。

多数教师在原电池的教学中，就用平常我们所见的下列常见的原电池来引入。例如常见的纽扣电池、锌-锰电池、铅蓄电池和太阳能电池等等, 有些枯燥无味。多数教师在原电池内容上只是依葫芦画瓢，从Cu-Zn原电池装置模型的实验现象，到两极的氧化反应还原反应，再到两极的方程式。简单实用，但是原电池内在的逻辑关系并没有解释清楚。

在引入原电池这一节时，本人采用了这样一个导入方法：在蓝色的海洋中，有一种神奇的生物叫电鳗，它既没有强壮的身体也没有锋利的牙齿，大家知道它是如何捕食的吗？部分知识比较广的学生可能回答电鳗会放电。放电的过程就是我们今天所学的原电池，即化学能转化为电能的装置。学生感觉原来大自然这么奇妙,对原电池产生兴趣。

原电池，从概念上理解是，把化学能转化为电能的装置。教师在教学的过程中多只注重“化学能转化为电能”，而不是“装置”。久而久之学生对于原电池的基本定义变得模糊，解题是遇到的各种各样的“装置”不能很好的划归到Cu-Zn原电池装置模型即学生所画的图形，导致解题思路混乱而出错。叶圣陶先生曾说过：“图画不但是文字的说明，且可以拓展孩子的想象。”

在个人的教学过程中，分为以下几个方面的问题。

1 金属电池

装置为Cu-Zn原电池装置模型。即以Cu与Zn作为电池的两极，稀硫酸作为溶液，外电路用导线连接。解题中首要问题在于判断正负极。在选修4《化学反应原理》第四章《电化学基础》第一节原电池中这样描述原电池正负极的判断：在这些原电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。在特殊的原电池装置中，如两电极用镁和铝，而电解质溶液用氢氧化钠溶液，则上述的方法不再适用。镁与铝还原性较强的是镁，但结果却是镁是正极，而铝是负极。上述原电池中只有铝才能和氢氧化钠反应，其在电解质溶液中才能失电子。那么到底什么样的金属才能作为原电池的负极呢？

在教学过程中引用《西游记》中孙悟空称呼唐僧的称谓“师父”，谐音为“失负”即失电子的为负极。学习离不开记忆，化学的知识点又多，为了减轻学生的负担，增加化学教与学的趣味性。这样一来，学生利用谐音帮助记忆，简单而富有趣味。这样的例子在教学中也有很多。在学习金属电化学腐蚀和防护时，牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法，都是亡阳补牢，谐音口诀：亡羊(阳)补牢。在学习粗铜的精炼和电镀时，粗铜作为阳极消耗，阴极的精铜质量增加，溶液中的溶质的质量分数基本不变，我可以引用为恒大冰泉里的一句话：“我们只是大自然的搬运工”从阳极搬到阴极。

教学中确定好正负极以后，紧接着外电路中电子的流向、电流的流向就变得很轻松了。就如同生活中的各种各样的电池一样，外电路当中电流总是从电池的正极流向电池的负极，而电子的流向则刚好相反。

相比于外电路中的移动，内电路当中则是阴阳离子的移动方向。从“失负”，谐音为“师父”的正负极确定以后，负极锌单质变成锌离子以后使得电源负极带正电荷。就如同谈恋爱一样，男生要找女朋友，女生要找男朋友。自然界中正负电荷相互吸引的也可以放之四海而皆准。这样一来溶液当中的阴离子硫酸根离子向着带正电荷的负极移动，另一方面，正极上有移动而来的电子，所以自然而然正极带负电。溶液当中的阳离子氢离子就会向着负电荷的方向(正极)移动。

了解了这些以后就是金属电池的正负极方程式的书写。一般来说我们先写负极，因为“师父”—“失负”嘛。多数金属电池的负极方程式就是，负极金属失去电子变成离子。

2 燃料电池

燃料电池的原始模型就是氢氧燃料电池。那么燃料电池的书写与金属电池相比，到底应该先写正极还是负极呢？学生刚刚开始接触燃料电池的时候都是一头雾水的。老师的引导尤为重要，燃料电池一般而言负极可以通入各种不同的燃料，比如氢气、甲烷、乙醇等等可燃的有机物。但是正极一般只通入助燃的氧气，这样一来，如果我们先书写燃料电池的正极即氧气通入的这一极，就只有两种写法。即

(1)在碱性、中性或弱酸性条件下正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；

(2)在较强酸性条件下正极：O2+4H++4e-=2H2O；

综上所述，原电池教学过程中的内在逻辑可以归纳为：

得失电子(师父)—正负极—外电路中电子、电流的流向—内电路中阴阳离子的移动方向—正负极方程式的书写。这样一来，捋出这样的教学逻辑，让学生的学习一目了然，记忆深刻。

3 结束语

授之以鱼，不如授之以渔。

教师在嚼碎教材的基础上，与其灌输知识，不如认真地找出教材里内在的逻辑关系，再幽默地施舍给学生捕鱼的渔网，让学生不断的发现问题探索问题以及解决问题的办法。

(本文文献格式：曾巍澜.找出原电池教学中的内在逻辑[J].山东化工,2017,46(15):150.)

2017-05-23

曾巍澜(1989—)，男，湖南怀化人，化学一级教师，湖南师范大学研究生毕业以后从事一线化学教学工作，探索中学教学中行之有效的方法。

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