關(guān)于拓展分析、知識遷移在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

　　【摘 要】由題目命題、解題、評題進行試題分析，然后拓展分析總結(jié)燃料電池電極反應(yīng)式書寫規(guī)律，關(guān)鍵先寫出在不同介質(zhì)中的總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，從而得出負(fù)極反應(yīng)式，并把它應(yīng)用到解題中。在解題中逐步提升學(xué)生分析解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生觀察圖形能力，把它遷移應(yīng)用到其它新型化學(xué)電源解題分析。

　　【關(guān)鍵詞】 新型化學(xué)電源；拓展分析；遷移應(yīng)用

　　新型化學(xué)電源是高考復(fù)習(xí)中的一個重要知識點，涉及的新型電池有“氫鎳電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等等，由于題材廣，信息新，陌生度大，解題從何入手，學(xué)生往往感到困惑，在高三的復(fù)習(xí)尤其關(guān)鍵。在教學(xué)中可由習(xí)題回顧，總結(jié)規(guī)律拓展分析，并逐步提升同學(xué)們知識遷移應(yīng)用能力。

　　【例1】（2014·莆田高三調(diào)研）有四種燃料電池：A.固體氧化物燃料電池，B.堿性氫氧化物燃料電池，C.質(zhì)子交換膜燃料電池，D.熔融鹽燃料電池，下面是工作原理示意圖，其中正極反應(yīng)生成水的是（ ）

　　1）說命題

　　在知識技能方面以原電池中燃料電池反應(yīng)原理為考點，考查氫氧燃料電池在不同的介質(zhì)環(huán)境中發(fā)生的電極反應(yīng)。要求看圖分析，從圖形中獲取有關(guān)感性知識和印象，并進行初步加工、吸收和存儲的能力。

　　在過程和方法方面從圖形中提煉出相關(guān)的化學(xué)信息，結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識學(xué)會分析電極發(fā)生的反應(yīng)，懂得書寫電極反應(yīng)式。

　　2）說解題

　　本題首先弄清各燃料電池發(fā)生的反應(yīng)式，氫氧燃料電池在酸性和堿性介質(zhì)中發(fā)生的反應(yīng)學(xué)生較熟悉，而在固體氧化物和熔融鹽介質(zhì)中發(fā)生的反應(yīng)較陌生，結(jié)合圖形提示分析：

　　3）說評題

　　試題的.優(yōu)點：高考考試說明顯示，高考命題將更加注重圖表語言的考核。用圖表表述化學(xué)過程或呈現(xiàn)背景信息是化學(xué)的基本表達方式，簡約化是理科考生應(yīng)該具有的最基本的思維特征，而圖表正是化繁為簡的妙法。

　　本題借助圖形，考查的知識點探究意味較強，考察的能力較全面，本題有深化分析的價值，借助此題，詳細(xì)分析，有助于掌握其它燃料電池發(fā)生反應(yīng)的原理。

　　試題的不足：本題設(shè)計的是氫氣，同學(xué)們較熟悉，試題難度不大。

　　4）拓展分析

　　由本題同學(xué)們應(yīng)清楚其它燃料電池電極反應(yīng)的書寫，應(yīng)總結(jié)規(guī)律，做到舉一反三的效果。

　　小結(jié)：燃料電池電極反應(yīng)式的書寫

　　電極：惰性電極。

　　燃料包含：H2、CO、烴(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH、CH3OH)等。

　　電解質(zhì)包含：①酸性電解質(zhì)溶液，如H2SO4溶液；②堿性電解質(zhì)溶液，如KOH溶液；③熔融氧化物，如Y2O3；④熔融碳酸鹽，如K2CO3等。

　　第一步：寫出電池總反應(yīng)式

　　若產(chǎn)物與電解質(zhì)不反應(yīng)則燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，如:甲烷燃料電池酸性介質(zhì)中的總反應(yīng)式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O

　　若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的反應(yīng)式為：

　　【例2】某科研單位利用電化學(xué)原理用SO2來制備硫酸，裝置如下圖，含有某種催化劑。電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。

　　（1）通入SO2的電極為_____極，其電極反應(yīng)式為______，此電極區(qū)pH_____（填“增大”“減小”或“不變”）。

　�。�2）電解質(zhì)溶液中的H＋通過質(zhì)子膜____（填“向左”“向右”或“不”）移動，通入氧氣的電極反應(yīng)式為___________。

　�。�3）電池總反應(yīng)式為____________。

　　5）知識遷移應(yīng)用

　　【例3】（2014·福建名校聯(lián)考優(yōu)化卷）鋅-空氣可充電電池的儲存電量是鋰電池的三倍，這種電池使用特殊材料吸附空氣中的氧，以苛性堿溶液為電解質(zhì)，放電過程中消耗鋅。該電池放電時的總反應(yīng)：2Zn＋O2=2ZnO。

　　下列有關(guān)該電池的判斷正確的是（ ）

　　A．放電時，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，作電池的正極

　　B．放電時，正極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O

　　C．充電時，陰極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－

　　D．電池中的隔離膜只允許OH－通過

　　解析：選D。放電時，鋅失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，先寫出正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)式，則負(fù)極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，A、B錯；充電時，陰極反應(yīng)為負(fù)極的逆反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為ZnO＋H2O＋2e－=Zn＋2OH－，陽極反應(yīng)為正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，陽極的反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，C錯；放電時，OH－由正極通過隔離膜移向負(fù)極，充電時，OH－由陰極通過隔離膜移向陽極，D正確。

　　對于其它新型電池，同樣先寫出總反應(yīng)式，再寫出較簡單的電極反應(yīng)式，從而得出較復(fù)雜的電極反應(yīng)式。最關(guān)鍵的一點，原電池中應(yīng)根據(jù)圖示判斷出正負(fù)極，如陽離子移向的一極為負(fù)極，陰離子移向的為一極為正極，電子由負(fù)極沿外線路流向正極。對于二次電池，解題中首先分清電池是放電還是充電，在進行解題分析。

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