注重解題程序 、正確書寫燃料電池的電極反應式

 

 

引言:在高中原電池一節(jié)中,歷屆學學生在不論在上新課和復習的作業(yè)中對電極反應的書寫感到很難,尤其是基礎差的學生更是無從下手.而且本部分是電化學部分的起始教學、同時也是高二化學教學的一個難點。而電極反應的書寫是本部分新出現(xiàn)的化學用語，是研究和交流電化學的重要工具、在09的高考中很多地區(qū)的試題都涉及到對電極反應書寫的考查呢？根據(jù)這一現(xiàn)況筆者認真分析其原因并結合十多年的教學實踐總結出一套適合學生實際的方法。   一、電極反應書寫常見錯誤舉例及錯因分析    1.完成甲烷—硫酸構成的燃料電池的電極反應      1正極：2O₂ 8e^- 4H =4OH^-      2正極：O₂ 8e^- =O^{2-          3正極：2O₂ 8e- 4H₂O=8OH-}      4負極：CH₄-8e^- 2OH^- =CO₂ 6H₂O 5正極：CH₄-8e^- 3OH^- =CO₃^2- 7H 錯因分析：在硫酸溶液顯酸性，其中有很多H ,那么OH^-、O^2-、 CO₃^2-就不能存在的因此書寫電極反應就應關注溶液的酸性；24中還存在質量不守恒電、荷不守恒的問題；5中CO₃^2-與7H 本來就不能共存的，且沒有區(qū)分開正、負極    2.完成甲烷—氫氧化鈉燃料構成的燃料電池的電極反應    1正極：O₂ 8e^- H₂O=8OH^-    2正極：O₂ 8e^- H =H₂O    3負極：CH₄-8e^- OH^- =CO₂ 6H₂O 錯因分析：在氫氧化鈉溶液顯堿性，其中有很多OH^- ，那么H 、O^2-、 CO₂就不能存在的因此書寫電極反應就應關注溶液的堿性；1中還存在質量不守恒、23同時存在質量、電荷不守恒的問題。   二、解題程序介紹  例：完成甲醛——氫氧化鈉燃料電池的電極反應     1．純氧化還原反應角度分析：

 0          4   HCHO O₂ → CO₂ H₂O

氧化反應：HCHO-6e→CO₂ H   還原反應：O₂ 4e^-→2O^2-   （暫不考慮電解質的作用、也不必配平只考慮價態(tài)變化和得失電子）   2．將負、正極與氧化還原、反應對應起來置換    1理解好原電池的原理熟記下表關系   兩極 反應 電子得失 電子流向 化合價變化 正極 還原反應 得電子 電子流入 降低 負極 氧化反應 失電子 電子流出 升高 2借助干電池的正負極建立上述對應關系 負極（氧化反應）：HCHO-6e→CO₂ H 正極（還原反應）：O₂ 4e^-→2O^2-   3.檢查修正電極反應：  第一步：分析電解質溶液成分看有哪一些粒子能和上面的電極反應式中的微粒結合

2-   NaOH溶液中主要有OH^-、H₂O、Na ，上述微粒中CO_{2、H 、O^2-依次能和OH^-、OH^-、H2O結合成CO3 、H2O、 H2O}

負極：HCHO-6e^- OH^-→CO₃^2- H₂O 正極：O₂ 4e^- H₂O→2OH^-   第二步:檢查電荷是否守恒 負極：HCHO-6e^- 8OH^-→CO₃^2- H₂O 正極：O₂ 4e^- H₂O→4OH^-   第三步:檢查質量是否守恒 負極：HCHO-6e^- 8OH^-→CO₃ 5H₂O 正極：O₂ 4e^- 2H₂O→4OH^-   三、教學前瞻性設計    由于本部分知識和氧化還原反應、離子反應有著不可分割的聯(lián)系所以在進行前兩部分教學和習題講評時就應有意識地進行教學鋪墊比如：分析氧化還原反應時將它分為氧化反應部分，還原反應部分；在進行離子方程式教學時進行電荷守恒訓練，尤其是對氧化還原型離子方程進行分析時就可結合二都進行強化   四、習題遷移訓練  15.（05廣東）一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（Z_rO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O^2-。下列對該燃料說法正確的是（) A. 在熔融電解質中，O^2－由負極移向正極 B. 電池的總反應是：2C₄H₁₀ 13O₂ → 8CO₂ 10H₂O C. 通入空氣的一極是正極，電極反應為：O₂ 4e^- = 2O^2- D. 通入丁烷的一極是正極，電極反應為：C₄H₁₀ 26e^- 13O² = 4CO₂ 5H₂O   答案：BC提示：1、電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（Z_rO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O^2-即電解質混合物中的陰離子就是O^2-陽離子就是金屬離子；2、O₂ 4e^-→2O^2-；C₄H₁₀只能失電子的。  

 

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