SSB蓄电池原电池教学思路的创新研究

SSB蓄电池原电池教学思路的创新研究

在高中阶段的化学学习中，原电池工作原理是众多反应原理中的典型代表。不仅会涉及到对原电池正负极判断的方法学习，还有关于电极反应式的不同情况下的书写方法，以及根据原电池原理在实际生产生活中的应用研究等重难点知识内容。

一、原电池的认识

1.原电池的构成和工作原理

在化学中，从能量转化角度，可以把原电池看作是能把化学能转变为电能的装置。从化学反应角度，因为在原电池的内部均存在一定的电势差^[1]，所以原电池反应一般是指氧化还原反应。需要注意区分的是，在闭合环境下，当氧化剂和还原剂之间发生有效碰撞时,并未完成电子转移，而是在还原剂负极上失去电子，氧化剂正极上得到电子时才会发生氧化反应。当然，原电池也可以根据非氧化还原反应设计出来。

2.组成原电池的必备条件

1）极：电极材料由两种活泼性不同的金属或者由一种金属和另一种非金属导体所构成电极。

2）电：电解质的存在，即需要电解质溶液。

3）路：两个电极之间必须要有导线相互连接，以形成闭合回路。

4）自发：氧化还原反应可以自发地进行。

其中前三个条件可以组成原电池，而第四个条件为原电池装置提供了持续而稳定的电流。要保证构成的原电池能良好地运行，四个条件缺一不可。

二、常见的电极和电极的判断

1.常见的电极

分为四大类：以锌铜原电池为代表的活泼性不同的金属，其中铜为正极，锌为负极；以锌锰干电池为代表的金属和导电非金属，其中石墨为正极，锌为负极；以铅蓄电池为代表的金属与化合物，其中二氧化铅为正极，铅板为负极；以氢氧燃料电池为代表的惰性电极，其电极均为铂。

2.关于电极的判断

电极可以分为正负两极（仅适用于原电池）和阴阳两极。在原电池中，电子导电在外电路中发生，离子导电在电解质溶液中发生。

2.1正极与负极：正极指电子流入的一极，如化合价降低的一极，发生还原反应的一极，和相对不活泼（这里要考虑到电解质溶液的影响）的金属或其它导体的一极；负极指的是电子流出的一极，如化合价升高的一极，发生氧化反应的一极和活泼性相对较强（这里也要考虑到电解质溶液的影响）的金属的一极。

2.2阴极与阳极：发生还原反应的电极称为阴极，而发生氧化反应的电极则为阳极。

三、关于电极反应的表示方法与符号

1.正极需要写在原电池符号表示式的右边，负极则写在原电池符号表示式的左边。

2.原电池中各物质的组成需要在化学式中表示出来，溶液要标上浓度（mol/L）的单位，气体物质除了必须注明其分压(Pa)单位，还应备注清楚当时的温度。

3.表示不同物相之间的接界时用符号“∣”标注，表示盐桥时用“‖”标注。在同一相中的不同物质之间则是用“，”隔开以区分。

4.由于非金属和气体没有导电的性质，因此需再加上惰性导体做电极导体，使非金属元素在不同氧化值时，能够构成氧化还原电对作半电池。此时的惰性导体主要起到输送或接送电子的导电作用。

四、原电池原理的实际应用与实验举例

1.原电池的实际应用

根据其化学特性，可以做成化学电池，作为一个直接转换为电能输出的装置，在我国的工农业，通信医疗等部门都应用广泛，在生活中也非常普遍地受到使用，如电子计算器，照相机，录音机，收音机等。同时由于其具有对金属腐蚀起到防护的作用，可以通过涂抹、电镀、喷镀或者其他化学方法，使其覆盖在钢铁表面作为保护层。在化学实验研究中也可以用来做金属的活泼性判断和反应速率加快的用途。

2.通过实验研究加强对于原电池工作理论的认识和掌握

2.1原电池的构成与其中能量变化的探究

通过将锌片单独放入，锌片与铜片一起放入和锌片与铜片连接导线后再放入硫酸铜溶液中，观察三个不同实验产生的实验现象，记录并分析，可以得到的实验结果分别是：第一种情况下化学能转化为热能，使得锌片表面产生红色固体附着；第二种情况发生同样的化学反应，但是铜片上未发生明显变化；第三种情况化学能转化为电能，锌片受到反应后逐渐溶解，而铜片受到反应后变厚。由此，回顾实验和结果对比分析可以总结出，原电池的构成条件包括包括闭合回路、活泼性不同的两个电极、电解质溶液和能自发进行的氧化还原反应