王君武

高三復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是關(guān)鍵。筆者以原電池知識(shí)為例，談?wù)勅绾翁岣邔W(xué)生的思維能力。

以三價(jià)鐵離子和鐵發(fā)生反應(yīng)設(shè)計(jì)電池。首先，教師出示下列問題：如圖1，正極材料是什么物質(zhì)？負(fù)極材料是什么物質(zhì)？電解質(zhì)溶液是什么物質(zhì)？正極負(fù)極發(fā)生了什么反應(yīng)？電池的總反應(yīng)是什么？原電池裝置圖怎樣畫？

提出問題后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析電極及電極反應(yīng)的特點(diǎn)，得出鐵片做負(fù)極、C棒做正極，左燒杯的電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液，右燒杯的電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液的結(jié)論，最后得出如下關(guān)系式：

負(fù)極：Fe-2e-—Fe2+

正極：2Fe3++2e-—3Fe2+

總反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2Fe3+—3Fe2+

聯(lián)系日常生活實(shí)際，層層設(shè)問，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又促使學(xué)生積極思考。

以鋰為材料設(shè)計(jì)手機(jī)所用電池。教師出示圖2，并列出如下問題：手機(jī)鋰電池是怎樣設(shè)計(jì)的？為什么要用非水溶液？鋰離子是怎樣鑲嵌在石墨中的？石墨烯在電池中起什么作用？

然后，通過引導(dǎo)學(xué)生分析鋰的質(zhì)量輕、能量大、較活潑，能夠和水發(fā)生反應(yīng)等特性，所以用非水溶劑。最后，得出鈷鋰電池的總化學(xué)反應(yīng)為：Li1-xCoO2+LixC6 —LiCoO2+C6（C6為石墨）。負(fù)極反應(yīng)為：LixC6-xe- —xLi++C6;正極反應(yīng)為：Li1-xCoO2+xLi++xe-—LiCoO2。這樣聯(lián)系日常生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考分析，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了他們解決問題的能力。

以葡萄糖為燃料設(shè)計(jì)微生物燃料電池。教師先引導(dǎo)學(xué)生分析燃料電池的特點(diǎn)：燃料參與負(fù)極反應(yīng)，失去電子;氧氣作氧化劑，參與正極反應(yīng)，得到電子。然后，設(shè)計(jì)出葡萄糖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)為圖3：

燃料電池中，燃料葡萄糖在負(fù)極微生物作用下參加反應(yīng)，氧氣在正極上參加反應(yīng)，即

正極：6O2+24H++24e-—12H2O

負(fù)極：C6H12O6 -24e-+6H2O—6CO2+24H+

總化學(xué)反應(yīng)方程式為：C6H12O6+6O2—6CO2+ 6H2O。

以海水、河水及離子交換膜設(shè)計(jì)濃差電池。交換膜能提高電池效率，可以進(jìn)行溶液濃縮、物質(zhì)的提純、物質(zhì)的凈化、電化學(xué)物質(zhì)的合成等。設(shè)計(jì)濃差電池，能讓學(xué)生進(jìn)一步理解離子交換膜的知識(shí)。教學(xué)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析濃差電池特點(diǎn)，從而得出正極負(fù)極的電極反應(yīng)（圖4）。

濃差電池的特點(diǎn)是兩種溶液的濃度有差別，高濃度狀態(tài)的離子向低濃度轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電動(dòng)勢。海水中Na+、Cl-濃度大，而河水中Na+、Cl-濃度小，利用陽離子交換膜，使Na+從濃度高的海水滲透到河水中，從而產(chǎn)生電勢差而形成電池，得到負(fù)極反應(yīng)：2Cl--2e- —Cl2↑，正極反應(yīng)：2H++2e- —H2↑。

（作者單位：襄陽市南漳縣第一中學(xué)）

責(zé)任編輯? 張敏