突破兩極，以不變應(yīng)萬變

近幾年高考對電化學(xué)的考查比例有所增大，并且難度也有所增加。從近幾年高考題來分析，對兩裝置原理的考查主要集中在裝置判斷、電極判斷、兩極反應(yīng)類型、離子移動方向、電子、電流方向。其中以新型電池或組合型裝置為載體進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化分析，電極反應(yīng)分析是近幾年熱門題型，而電化學(xué)的考查對學(xué)生來講始終是難點，特別是原電池、電解池兩極點擊方程式的書寫，化學(xué)電源工作原理和兩極判斷是學(xué)生最頭疼的。根據(jù)考綱要求，平時我們在教學(xué)中應(yīng)如何復(fù)習(xí)，才能讓學(xué)生在高考中立于不敗之地呢？首先，要吃透考試說明要求：“了解原電池和電解池工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。”再結(jié)合課本中典型的原電池、電解池的工作原理，抓住兩極變化規(guī)律，以不變應(yīng)萬變。

一、對兩極判斷可先從某一極入手讓學(xué)生來強(qiáng)化記憶。

在教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常把兩極的名稱混淆，一個是正負(fù)、陰陽不分，另一個是哪一極，是正極、陽極，哪一極是負(fù)極、陰極不會判斷。我就要求學(xué)生兩池的兩極名稱要先區(qū)分清楚，原電池用正負(fù)極表示，而電解池是用陰陽極表示，名稱不能弄錯。接下來對原電池來講，讓學(xué)生從負(fù)極突破，我總結(jié)了負(fù)極的幾個特點：1.從電極材料來判斷：一般較活潑的電極在負(fù)極；2.從兩極發(fā)生反應(yīng)來判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的這一極為負(fù)極；3.從電子、電流流向來判斷：電子流出的這一極為負(fù)極，電流剛好相反，由正極指向負(fù)極；4.從原電池中電解質(zhì)溶液離子的定向移動來判斷：陰離子向負(fù)極移動，正極剛好與負(fù)極相反。正常情況下根據(jù)上述4點原電池用正負(fù)極一般都可判斷出來，當(dāng)然也有特殊的情況，如Al-Mg強(qiáng)堿性溶液中，Al比Mg不活潑，但卻在負(fù)極，還有像Fe-Cu濃硝酸溶液中，Cu也在負(fù)極。

對電解池來說，讓學(xué)生從以下幾個方面入手：1.與直流電源負(fù)極相連的為陰極；2.陽離子聚集的這一極為陰極；3.發(fā)生還原反應(yīng)的一極為陰極；4.電子從電源負(fù)極指向陰極。陽極也剛好跟陰極相反。最后可簡單用一句話：“沸（負(fù)）羊（陽）羊（氧化）”來記住。學(xué)生把這些知識點歸納之后再來做題，得分率明顯提高很多。比如（2010·浙江卷）9.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li+FeS+2e=LiS+Fe，有關(guān)該電池下列正確的是（ ）

A.Li-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為+1價

B.該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=LiS+Fe

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e=Al

D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：LiS+Fe-2e=2Li+FeS

這道高考題考查了電極判斷和兩極方程式的書寫等問題，我讓學(xué)生從上述的結(jié)論里先判斷原電池的負(fù)極，結(jié)果他們很快就判斷出Al在負(fù)極，失電子，C選項馬上就出來了，而D選項充電時應(yīng)該是陽極失電子，而不是陰極。這樣，學(xué)生對這種題目就不會感到恐懼了。

二、兩極反應(yīng)式的書寫要作為重點來突破。

前面所做的都是為這環(huán)節(jié)做鋪墊的，考試中重點是在這個環(huán)節(jié)，成敗在此一舉。如果你會判斷兩極，但不能寫出來也沒用，所以要更重視兩極的書寫。在原電池兩極反應(yīng)式的書寫教學(xué)中我通常按這幾步來：先從價態(tài)確定反應(yīng)物、產(chǎn)物，化合價升高的為負(fù)極反應(yīng)物，化合價降低的為正極反應(yīng)物；再寫出反應(yīng)物及對應(yīng)的產(chǎn)物，并標(biāo)明電子得失，得電子用“+”，失電子用“-”；然后要注意是在什么樣的環(huán)境下：堿性溶液中CO不可能存在，也不可能有H參加反應(yīng)；在堿性介質(zhì)中用OH來配平，酸性條件下要加H來配平，根據(jù)電荷守恒、電子守恒、質(zhì)量守恒來配平，最后把兩極相加即得到總反應(yīng)式?；蛘邔懗銎渲幸患?，再用總反應(yīng)式相減，即可得出另一極，在相加減時一定要注意電子守恒。如甲烷燃料電池（電解質(zhì)為KOH）的總反應(yīng)：CH+2O+2OH=CO+3HO中，可以從價態(tài)確定CH為負(fù)極反應(yīng)物，再根據(jù)在堿性介質(zhì)中負(fù)極方程式就可寫出來：CH+10OH-8e=CO+7HO，則正極用總反應(yīng)式相減，也可出來：2O+4HO+8e=8OH，若甲烷燃料電池（電解質(zhì)為硫酸）總反應(yīng)：CH+2O=CO+2HO，則負(fù)極：CH+2HO-8e=CO+8H，正極：2O+8H+8e=4HO；再如氫氧燃料電池電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H-4e=4H，則其正極反應(yīng)式為：O+4e+4H=2HO。若電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為：O+2HO+4e=4OH，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H-4e+4OH=4HO，總反應(yīng)都可以表示為2H+O=2HO。最后根據(jù)甲烷燃料電池再擴(kuò)展到甲醇、乙醇這一類的燃料電池電極方程式書寫都相似。

在電解池兩極方程式書寫的教學(xué)中，我正常情況下是按兩極的放電順序來要求學(xué)生書寫，對陽極來說：若是活性電極（除Au、Pt外）則活性電極先放電，如Cu做陽極，則Cu放電：Cu-2e=Cu；若是陽極為惰性電極，則按溶液中陰離子的放電順序：S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根>F，如以石墨為電極電解氯化銅溶液，陽極電極反應(yīng)式：2Cl-2e=Cl↑；對陰極來說，按常見陽離子放電順序：Ag>Fe>Cu>H>Fe>Zn>Al>Mg>Na，離子氧化性越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。如還是以石墨為電極電解氯化銅溶液，陰極上：Cu>H，故電極反應(yīng)式：Cu+2e=Cu。若有涉及可充放電的電池反應(yīng)，則要求學(xué)生先從放電入手，放電相當(dāng)于原電池的工作原理，充電為電解池工作原理，相當(dāng)于原電池兩極工作的逆反應(yīng)，而原電池的負(fù)極判斷及電極方程式書寫是比較容易的，這樣再結(jié)合上述幾個步驟就比較不會感到很棘手了。如鉛蓄電池總化學(xué)方程式：PbO+Pb+2HSO 2PbSO+2HO。放電時的電極反應(yīng)：負(fù)極：Pb+SO-2e=PbSO，則正極：PbO+4H+SO+2e=PbSO+2HO；充電時的電極反應(yīng)就把放電時的電極反應(yīng)逆過來：負(fù)極：PbSO+2e=Pb+SO，正極：PbSO+2HO-2e=PbO+4H+SO。

再如（2008·江蘇卷）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：

Cd+2NiOOH+2HO Cd（OH）+2Ni（OH）有關(guān)該電池

A.充電時陽極反應(yīng)：Ni（OH）-e+OH=NiOOH+HO

B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程

C.放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變

D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動

根據(jù)上述知識學(xué)生從放電入手，可知Cd為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Cd-2e+2OH=Cd（OH），正極：NiOOH+HO+e=Ni（OH）+OH，其逆反應(yīng)就是充電時陽極反應(yīng)，故A正確。

綜上所述，在電化學(xué)教學(xué)復(fù)習(xí)中，不管原電池還是電解池，它們兩極都有各自的特點及書寫規(guī)律。只要我們在教學(xué)復(fù)習(xí)中從兩極入手，抓住它們的書寫規(guī)律，突破原電池和電解池的兩極，不管高考怎樣考，不管以哪一種新型電池或組合型裝置為載體來出現(xiàn)，學(xué)生都要以不變應(yīng)萬變，從容應(yīng)考。</