王修亮

【摘要】以“電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能”為例，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解 電化學(xué)規(guī)律 學(xué)習(xí)效率

電化學(xué)是高考必考內(nèi)容，很多同學(xué)感到很棘手。本人認(rèn)為化學(xué)是一門規(guī)律性很強的學(xué)科，除了要夯實基礎(chǔ)之外，還應(yīng)該通過總結(jié)，找出規(guī)律，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。怎樣才能在高三化學(xué)學(xué)習(xí)中提高學(xué)習(xí)效果？本人以電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能為例，淺談一下電能轉(zhuǎn)化為電能規(guī)律，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。

一、解題思路規(guī)律總結(jié)

很多同學(xué)拿到電化學(xué)題目不知道從哪里下手，如何才能讓同學(xué)們快速弄清題意，順利找到解題突破口，需要進行總結(jié)。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能這一類習(xí)題的解題思路都有一個模式。這個模式就是：先判斷電極（判斷電極的陰、陽極，陽極是否是活性電極），再分析溶液中有哪些陰、陽離子，根據(jù)離子放點順序確定有哪些離子放電，用表格法寫出電極反應(yīng)式。根據(jù)這個規(guī)律很多難題迎刃而解。

例1、用鉑電極電解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL，經(jīng)過一段時間后，兩極均得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L氣體。（假設(shè)溶液體積忽略不計） 求：（1）原混合溶液中CuSO4的物質(zhì)的亮濃度為多少？ （2）電解后的溶液的pH值是多少？

思路分析：先判斷陽極是鉑電極（非活性電極），再分析溶液里離子有：Cu2+、H+、K+、和OH-、SO42+、NO3-。最后確定放電順序，陽極離子放電順序：OH->SO42+、NO3-，陰離子放電順序：Cu2+>H+>K+。電極反應(yīng)式見表1。

根據(jù)分析不難得出H2和O2各0.25mol， Cu2+也為0.25mol。所以C（CuSO4）=0.5mol/L，c（H+）=1.0mol/L ，PH=1。

例2. 用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同體積比為1：3的硫酸銅，氯化鈉的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有下列反應(yīng)的那幾個？

思路分析：先判斷陽極是惰性電極（非活性電極），再分析溶液里離子有：Cu2+、H+、Na+、和Cl-、OH-、SO42+。最后確定放電順序，陽極離子放電順序：Cl->OH->SO42+，陰離子放電順序：Cu2+>H+>K+。電極反應(yīng)式見表2。

根據(jù)分析很容易得出2、3、4正確。

二、電子守恒規(guī)律

在電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能裝置中，電子由負(fù)極流出到陰極，陽極失去電子給正極。陰、陽極之間的電解質(zhì)溶液沒有電子轉(zhuǎn)移，是離子在移動，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。陰極、陽極、正極、負(fù)極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。

例3、如圖1為相互串聯(lián)的甲乙兩個電解池，甲池為CuSO4溶液。請回答：若甲槽陰極增重12.8g，則乙槽陰極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____。

由表3可知，要使得加0.1mol Cu（OH）2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則陰極析出0.1molCu和0.1molH2，陽極析出0.1mol O2。無論從陰極看還是從陽極看，都是轉(zhuǎn)移0.4mol電子。

三、可逆電池

可逆電池問題令很多同學(xué)頭疼，如果細(xì)心研究這類問題很有規(guī)律性?？赡骐姵氐囊?guī)律是：

“放電”反應(yīng)表示原電池反應(yīng)，可將該反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)。氧化反應(yīng)為負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)，特點是失去電子化合價升高。還原反應(yīng)為正極發(fā)生的反應(yīng)，特點是得電子化合價降低。

“充電”表示電解池反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)就是原電池負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)，陽極的電極反應(yīng)就是原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)。這類問題有一個典型的例子，就是鉛蓄電池。電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 。放電時可將電極反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)：

四、多池組合

多池組合問題也頗令同學(xué)棘手，這類問題的解決模式就是電極活潑性差距最大的一組為原電池，其他池為該原電池驅(qū)動下的電解池。由該原電池的正、負(fù)極，確定電解池的陽、陰極。

例5、如下圖2所示，其中甲池的總反應(yīng)式為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

下列說法正確的是

A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的裝置

B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+

C.反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固體，能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度

D.甲池中消耗280 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O2，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體

思路分析：本題甲池明顯為原電池，乙池、丙池都是甲池驅(qū)動下的電解池，通入甲醇一級為負(fù)，與之相連的Pt電極為陰極。通入氧氣一級為正極，與之相連的石墨電極為陽極，所以A明顯錯誤。甲池為堿性溶液，不能產(chǎn)生H+，所以B錯誤。乙池為過量的CuSO4溶液，沒有水損失，所以加Cu（OH）2恢復(fù)溶液是錯誤的。甲池中消耗280 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O2，為0.0125mol，該電極轉(zhuǎn)移0.05mol電子，所以丙池也要轉(zhuǎn)移0.05mol電子，產(chǎn)生0.05mol OH-，產(chǎn)生0.025mol的Mg（OH）2固體為1.45g，D正確。

以上只是筆者在“電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能”這一教學(xué)內(nèi)容上的一些思考、總結(jié)的一個片段，希望能起到拋磚引玉的作用。

順應(yīng)課程改革，提高課堂效率，是每一個教育工作者的本職工作。老師不能只是個教書匠，學(xué)生也不能只是個知識的容器。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者，引領(lǐng)著學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會總結(jié)，學(xué)會創(chuàng)造；教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的助手，讓學(xué)生盡可能的少走彎路，盡早地成才。學(xué)生也應(yīng)該活學(xué)活用，加強反思，總結(jié)規(guī)律、這樣定能提高學(xué)習(xí)效率，取得事半功倍的效果。

【參考文獻(xiàn)】

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