关于原电池反应的教学,许多教师都把原电池的工作原理及构成条件列为教学目标。在教学中精心设计、总结原电池构成的条件:一要有两个活泼性不同的电极(金属或碳棒),二要有电解质溶液,两个电极要浸入电解质溶液,三要有导线连接两个电极,形成闭合电路。在新课程实验区,一些教师还加上第4个条件:能够发生自发的氧化还原反应。
在高中化学这样来讲原电池构成的条件是否必要?
是否妥当?
从课程标准和现行三套教材看,都没有要求学习
原电池构成的条件。
高中新课程在《化学2》介绍了原电池反应,教学目的在于让学生明白化学能在一定条件下可以转化为电能、应用原电池反应的原理可以制造化学电源。教材通过用铜片、锌片插入稀硫酸所构成的原电池的介绍,说明原电池反应的发生是由于在两个电极上分别发生了氧化、还原反应。在《化学反应原理》模块,又用铜锌原电池为例进一步说明原电池的工作原理。分析两个半电池电极上所发生的电极反应,指出了两极上的氧化、还原反应与电极极性、电流流向的关系,电池工作的总反应,初浅介绍了盐桥的作用。虽然,两个模块教材介绍的原电池装置,都有两个活泼性不同的电极(金属或碳棒),都有电解质溶液,两个电极都浸入了电解质溶液,也用导线连接两个电极,形成闭合电路,可以观测到电路上有电流通过。电极上发生是自发的氧化还原反应。但是,<化学2>和两个模块都没有把这些内容说成是原电池构成的条件。
在苏教版《化学反应原理》模块写了如下一段话:“从上述实验可以看出,原电池由两个半电池组成。半电池包括电极材料和电解质溶液。两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。在原电池中,负极发生氧化反应,给出电子;正极上发生还原反应,得到电子。”这段文字点出了铜锌原电池的构成和所发生的原电池反应的实质。
“从上述实验可以看出”一句,点出了这段话的依据。没有说这是一切原电池构成的条件。这段话更没有说,两个电极的材料应是“两个活泼性不同的金属”,更没有强调一个应是活动金属。也没有说两个分别发生氧化、还原反应的半电池都可以构成原电池。因为那样说,是以点代面,以偏概全,不利于后续的学习,也不符合所有的原电池的构成与所发生的反应。实际上两个半电池要构成原电池,它们的电极电势要不同。若要产生可利用的宏观电流,还要考虑电极上的超电势等等因素。就电极材料而言,燃料电池、许多化学电源和一些浓差电池的电极材料也不是一定由“两个活泼性不同的金属(或金属与碳电极)”构成的。
由于高中学生学习基础和理解水平的限制,不能把原电池反应讲透彻,讲清楚。许多问题要采取模糊说法,或用一些典型实例做初浅介绍。只要达到课程标准要求的学习目标就可以了。教学中不宜随便提高要求,更不好把一些实例中概括出的结论作为普遍适用的原理来介绍、讲解。