黃春
摘 要:化學是高中教育教學中的重要科目,明確科目教學內容并構建知識體系對于學生化學學習有重要的作用。就現(xiàn)階段的化學教學分析來看,電化學是其中的重要內容,而在電化學的學習中,原電池和電解池是核心內容,基于核心內容構建知識體系對于學生學習效率和質量提升有重要的價值。文章總結高中化學原電池、電解池的基本知識點,旨在為教育教學提供指導。
關鍵詞:高中化學;原電池;電解池
電化學是高中化學學習中的一個重點,同時也是一個難點。對電化學的學習做具體的分析可知其核心內容是原電池和電解池,總結原電池和電解池的相關內容構建具有完善性的知識體系對于學生的學習而言有重要的作用,所以基于核心內容總結具體的知識點,并對知識點的學習掌握進行分析現(xiàn)實意義顯著。以下是原電池和電解池的基本知識點歸納。
一、 原電池和電解池的電極
在原電池和電解池學習的時候,一個重要的知識點是電極的分析和判斷。從具體的內容分析來看,二者均有兩極,但是名稱不同,判斷的標準和方法也不同,這其中還包括了對原電池和電解池的概念理解。
(一)原電池
原電池的兩極習慣上稱為正負極,這實際上是物理名稱,本質上是根據(jù)電子或電流的流向定義的。在原電池的正負極理解中需要強調如下內容:①正負極可以是兩種活潑性不同的金屬電極;②正負極可以是金屬與非金屬(如石墨),如化學電源;③正負極可以都是惰性電極(如燃料電池);④正負極可以是金屬和金屬氧化物(如鉛蓄電池),而電解質則既可以是某電解質的水溶液,也可能是熔融鹽。
理解了原電池的正負極概念,接下來要明確的便是正負極的判斷。從目前的知識點總結來看,判斷負極的方法有:①確定電子流出的一極;②確定電流流入的一極;③確定發(fā)生氧化反應(即失去電子化合價升高)的一極;④確定陰離子移向的一極;⑤確定金屬性相對較活潑的一極,但要結合電解質溶液的性質,如鎂、鋁,氫氧化鈉溶液作電解質時,金屬性較差的鋁作負極;⑥確定被腐蝕的一極;⑦質量減小的一極。在原電池的正極判斷中,其利用到的方法和負極判斷方法是完全一致的。
(二)電解池
電解池的兩極習慣上稱作陰、陽極,這實際上是化學名稱,本質上根據(jù)外接電源或電解質溶液中陰、陽離子的移動方向確定的名稱,即所謂的“陰陽結合”——陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動??梢杂盟膫€字概括:陽——氧,陰——還;實際上只需記“陽氧”兩個字就可以了,其他的可以推理。明確了電解池兩極的基本概念,在兩極判斷的時候,教育概念做分析即可。
二、 關于電極反應式的書寫
在電化學的學習中,電極反應式的書寫是非常重要的內容,所以在具體的學習中,需要對此部分內容做全面的掌握。因為原電池和電解池的電極反應式是存在差異的,所以要分別強調。
(一)原電池
原電池的電極反應式書寫分三步:①判斷正負極;②根據(jù)負極及溶液中離子參加反應情況確定電極反應;③將電極反應相加得總反應式。原電池的“加減法”必須掌握,有了這一法寶,對于任何一個原電池反應,只要先寫出易寫的一極反應式,用總反應式減去其中一極的反應式,就可得另一極的反應式,在這個過程中需要注意電荷守恒。
(二)電解池
電解池的電極反應式書寫也分為三步:①確定電極的材料及陰陽極;②根據(jù)電極材料和溶液介質情況分析判斷電極反應;③將電極反應相加得總反應式,這個過程中需要注意有水被電解時的情況。
三、 電解規(guī)律
電解規(guī)律是原電池和電解池學習中的重要內容,熟練地掌握具體的規(guī)律,這于具體的題目解決來講有重要的作用。從具體規(guī)律的掌握來看,需要明確以下的內容。
第一是惰性電極電解酸、堿、鹽溶液,就可以分為電解水型(例NaOH)、分解電解質型(例CuCl2)、放H2生堿型(例NaCl)、放O2生酸型(例CuSO4)等。
第二是記憶陰陽離子的放電按順序:1)陽極:金屬陽極(Au、Pt除外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子和F-。2)陰極:Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
第三是規(guī)律掌握。規(guī)律主要有三個:①據(jù)陽極放電順序,位于前邊的還原性強的微粒優(yōu)先失去電子。只要有水,含氧酸根離子和F-就不能失去電子。但是,若陽極是活潑或較活潑金屬時(除鉑、金以外的金屬),一般是電極的金屬失去電子,而不是電解液中陰離子放電。②陽離子在陰極放電,其順序大體可參照金屬活動順序來推斷。位于金屬活動順序表后面的金屬,其對應的陽離子越易得到電子。故據(jù)陰極的陽離子放電順序,位于前邊的氧化性強的微粒優(yōu)先得到電子。同時要注意:只要有水,K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等活潑金屬陽離子不能得到電子。③一般電解規(guī)律(惰性電極)可以概括為:陽極:無鹵(I2、Br2、Cl2)有氧。陰極:排在H+(酸)前的金屬陽離子優(yōu)先反應,排在H+(水)后的金屬陽離子只要水在都不反應,排在H+(酸)、H+(水)之間的金屬陽離子視具體情況來定。最后再次強調,分析電解池的時候一定要看陽極材料,若是惰性電極(指鉑、金、碳),則是電解液中的陰離子放電;若是活潑金屬則是該金屬放電。
四、 結束語
綜上所述,電化學是高中化學學習中的重點和難點,對電化學的主要內容,即電解池和原電池的相關知識點做總結歸納,這可以幫助學生構建更加完整的知識體系,從而提高學生的學習成績。
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