注重解題程序 、正確書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)式

 

 

引言:在高中原電池一節(jié)中,歷屆學(xué)學(xué)生在不論在上新課和復(fù)習(xí)的作業(yè)中對(duì)電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)感到很難,尤其是基礎(chǔ)差的學(xué)生更是無(wú)從下手.而且本部分是電化學(xué)部分的起始教學(xué)、同時(shí)也是高二化學(xué)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。而電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)是本部分新出現(xiàn)的化學(xué)用語(yǔ)，是研究和交流電化學(xué)的重要工具、在09的高考中很多地區(qū)的試題都涉及到對(duì)電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)的考查呢？根據(jù)這一現(xiàn)況筆者認(rèn)真分析其原因并結(jié)合十多年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)出一套適合學(xué)生實(shí)際的方法。   一、電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)常見(jiàn)錯(cuò)誤舉例及錯(cuò)因分析    1.完成甲烷—硫酸構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)      1正極：2O₂ 8e^- 4H =4OH^-      2正極：O₂ 8e^- =O^{2-          3正極：2O₂ 8e- 4H₂O=8OH-}      4負(fù)極：CH₄-8e^- 2OH^- =CO₂ 6H₂O 5正極：CH₄-8e^- 3OH^- =CO₃^2- 7H 錯(cuò)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(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)就應(yīng)關(guān)注溶液的酸性；24中還存在質(zhì)量不守恒電、荷不守恒的問(wèn)題；5中CO₃^2-與7H 本來(lái)就不能共存的，且沒(méi)有區(qū)分開(kāi)正、負(fù)極    2.完成甲烷—?dú)溲趸c燃料構(gòu)成的燃料電池的電極反應(yīng)    1正極：O₂ 8e^- H₂O=8OH^-    2正極：O₂ 8e^- H =H₂O    3負(fù)極：CH₄-8e^- OH^- =CO₂ 6H₂O 錯(cuò)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(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)就應(yīng)關(guān)注溶液的堿性；1中還存在質(zhì)量不守恒、23同時(shí)存在質(zhì)量、電荷不守恒的問(wèn)題。   二、解題程序介紹  例：完成甲醛——?dú)溲趸c燃料電池的電極反應(yīng)     1．純氧化還原反應(yīng)角度分析：

 0          4   HCHO O₂ → CO₂ H₂O

氧化反應(yīng)：HCHO-6e→CO₂ H   還原反應(yīng)：O₂ 4e^-→2O^2-   （暫不考慮電解質(zhì)的作用、也不必配平只考慮價(jià)態(tài)變化和得失電子）   2．將負(fù)、正極與氧化還原、反應(yīng)對(duì)應(yīng)起來(lái)置換    1理解好原電池的原理熟記下表關(guān)系   兩極 反應(yīng) 電子得失 電子流向 化合價(jià)變化 正極 還原反應(yīng) 得電子 電子流入 降低 負(fù)極 氧化反應(yīng) 失電子 電子流出 升高 2借助干電池的正負(fù)極建立上述對(duì)應(yīng)關(guān)系 負(fù)極（氧化反應(yīng)）：HCHO-6e→CO₂ H 正極（還原反應(yīng)）：O₂ 4e^-→2O^2-   3.檢查修正電極反應(yīng)：  第一步：分析電解質(zhì)溶液成分看有哪一些粒子能和上面的電極反應(yīng)式中的微粒結(jié)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(jié)合成CO3 、H2O、 H2O}

負(fù)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(fù)極：HCHO-6e^- 8OH^-→CO₃^2- H₂O 正極：O₂ 4e^- H₂O→4OH^-   第三步:檢查質(zhì)量是否守恒 負(fù)極：HCHO-6e^- 8OH^-→CO₃ 5H₂O 正極：O₂ 4e^- 2H₂O→4OH^-   三、教學(xué)前瞻性設(shè)計(jì)    由于本部分知識(shí)和氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)有著不可分割的聯(lián)系所以在進(jìn)行前兩部分教學(xué)和習(xí)題講評(píng)時(shí)就應(yīng)有意識(shí)地進(jìn)行教學(xué)鋪墊比如：分析氧化還原反應(yīng)時(shí)將它分為氧化反應(yīng)部分，還原反應(yīng)部分；在進(jìn)行離子方程式教學(xué)時(shí)進(jìn)行電荷守恒訓(xùn)練，尤其是對(duì)氧化還原型離子方程進(jìn)行分析時(shí)就可結(jié)合二都進(jìn)行強(qiáng)化   四、習(xí)題遷移訓(xùn)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(zhì)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(dǎo)O^2-。下列對(duì)該燃料說(shuō)法正確的是（) A. 在熔融電解質(zhì)中，O^2－由負(fù)極移向正極 B. 電池的總反應(yīng)是：2C₄H₁₀ 13O₂ → 8CO₂ 10H₂O C. 通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O₂ 4e^- = 2O^2- D. 通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：C₄H₁₀ 26e^- 13O² = 4CO₂ 5H₂O   答案：BC提示：1、電解質(zhì)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(dǎo)O^2-即電解質(zhì)混合物中的陰離子就是O^2-陽(yáng)離子就是金屬離子；2、O₂ 4e^-→2O^2-；C₄H₁₀只能失電子的。  

 

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