河北 钱明安 韩万中
电化学复习中需要澄清的几个问题
河北 钱明安 韩万中
电化学内容较多,它们在高中教材中的编排是以渐进的方式分批呈现的,由于课本呈现出来的知识比较简洁,学生在复习过程中往往忽略知识的递进性和逻辑推理的严密性,得到一些简单化的、绝对化和僵化的结论。
人教版(下同)必修2,以锌氢原电池开始学习原电池时,往往把原电池构成的条件总结为:①自发的氧化还原反应;②活泼性不同的两种电极材料;③电解质溶液;④形成闭合电路。这样的结论是固定不变的吗?
随后学习燃料电池的时候,问题就立刻出现了,H2和O2要反应必须点燃,那么在常温下属于自发的氧化还原反应吗?“自发”属于热力学概念,也就是反应的ΔG<0,需要整合选修4《化学反应原理》的内容才会理解。至于燃料电池的电极材料一般为惰性电极,如铂电极、石墨电极等,具有很强的催化活性,这是动力学问题。
选修4《化学反应原理》再次学习氢氧燃料电池时,教材介绍它的两个的电极都是铂,并非活动性不同的材料。但它的两极所吸附的化学物质不同,使两极电势不同,从而产生了电流。
再一点,教材中详细介绍的电源都是电解质的水溶液作为离子传递的通道,因此学生头脑中形成构成原电池一定要有电解质的“水溶液”的定式。事实上,除了“水溶液”作离子导体的,还有熔融态电解质、固体电解质、有机高分子材料等类型,关键是否能够传递离子构成回路。……