浅谈关于原电池和电解池的比较

作者: 张飞飞

关于高中电化学教学中,学生们对原电池与电解池的原理都来源于对氧化还原反应的理解,原电池的原始模型来自普通高中课程人教版(2019)必修2第六章第一节,电解池的概念是来自于普通高中课程人教版(2019)选择性必修一第四章第二节。这两节的内容学习的时间也相隔了半年,因此明确装置中电极反应,对原电池和电解池的理解有着促进作用。虽然化学也是一门以实验为基础的学科但高中学校条件的限制以及学生基础的差异,学生们在学习的过程中很容易出现难理解的情况,特别是在选择性必修一化学反应与原理这本教材时,前三章的反应原理已经让很多学生丧失了化学学习的兴趣,再到学习原电池和电解池的相关知识时,内容抽象复杂,整体难度比较大,让学生们对原电池和电解池有一个正确的了解,难度就更大了。

摘要:原电池和电解池是氧化还原反应原理的具体应用,探究化学反应发生的原因,是理解及应用原电池、电解池的前提和关键。因此在分析、研究原电池或电解池的问题时,要紧紧抓住氧化还原反应这—主线索。

关键词:原电池;电解池;电极;电极反应;

一、原电池与电解池的区别与判断

在“原电池”与“电解池”的教学中,经常会发现一些学生单独记原电池和电解池的装置没什么大问题能,但是将两个装置放到一起时就分不清了,这与学生对原理的认识以及知识上的遗忘有很大的关系。我们可以从以下几个方面帮助学生来区分。

1、反应原理 两者均是发生氧化还原反应,但原电池是自反进行的,电解池是非自发的需消耗电能才可进行的反应。

2、形成条件 原电池一般是活动性不同的两个电极连接,电极插入电解质溶液中形成闭合回路;电解池的两个电极接直流电源,电极插入电解质溶液中形成闭合回路。

3、电极名称 原电池装置中的两电极为正、负极,负极为较活泼金属;正极为较不活泼的金属。电解池装置中的两极为阴、阳极,与电源负极相连的一极为阴极;与电源正极相连的一极为阳极;电解池的阴、阳极由外加电源决定的。

4、电极反应 原电池负极发生氧化反应,一般是金属失电子,正极发生还原反应,溶液中的阳离子得电子。电解池的阳极发生氧化反应,溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子;阴极发生还原反应,溶液中的阳离子得电子。

5、电子的流向 原电池中电子从负极出发经过导线回到正极。电解池中电子从电源的负极出发经过导线到达阴极表面,阳极失去电子经过导线回到电源正极。

让学生觉得最难的是多池串联问题,没有明显的电源学生一般难以区分原电池装置和电解池装置。我们可以从燃料电池和常规的电解池装置着手区分两池,这就需要学生对燃料电池的原理非常熟悉进而确定电解池的阴、阳极。总而言之一句话,区分两池时始终抓住原电池是自发进行的氧化还原反应的装置,电解池是被迫进行的氧化还原反应装置来判断一定不会错。