提高學生的化學思維能力

王君武

高三復習，培養學生的思維能力是關鍵。筆者以原電池知識為例，談談如何提高學生的思維能力。

以三價鐵離子和鐵發生反應設計電池。首先，教師出示下列問題：如圖1，正極材料是什么物質？負極材料是什么物質？電解質溶液是什么物質？正極負極發生了什么反應？電池的總反應是什么？原電池裝置圖怎樣畫？

提出問題后，教師引導學生分析電極及電極反應的特點，得出鐵片做負極、C棒做正極，左燒杯的電解質溶液為FeCl3溶液，右燒杯的電解質溶液為FeCl2溶液的結論，最后得出如下關系式：

負極：Fe-2e-—Fe2+

正極：2Fe3++2e-—3Fe2+

總反應的離子方程式為：Fe+2Fe3+—3Fe2+

聯系日常生活實際，層層設問，既提高了學生學習的興趣，又促使學生積極思考。

以鋰為材料設計手機所用電池。教師出示圖2，并列出如下問題：手機鋰電池是怎樣設計的？為什么要用非水溶液？鋰離子是怎樣鑲嵌在石墨中的？石墨烯在電池中起什么作用？

然后，通過引導學生分析鋰的質量輕、能量大、較活潑，能夠和水發生反應等特性，所以用非水溶劑。最后，得出鈷鋰電池的總化學反應為：Li1-xCoO2+LixC6 —LiCoO2+C6（C6為石墨）。負極反應為：LixC6-xe- —xLi++C6;正極反應為：Li1-xCoO2+xLi++xe-—LiCoO2。這樣聯系日常生活實際，引導學生學會思考分析，激發了他們的學習興趣，培養了他們解決問題的能力。

以葡萄糖為燃料設計微生物燃料電池。教師先引導學生分析燃料電池的特點：燃料參與負極反應，失去電子;氧氣作氧化劑，參與正極反應，得到電子。然后，設計出葡萄糖微生物燃料電池結構為圖3：

燃料電池中，燃料葡萄糖在負極微生物作用下參加反應，氧氣在正極上參加反應，即

正極：6O2+24H++24e-—12H2O

負極：C6H12O6 -24e-+6H2O—6CO2+24H+

總化學反應方程式為：C6H12O6+6O2—6CO2+ 6H2O。

以海水、河水及離子交換膜設計濃差電池。交換膜能提高電池效率，可以進行溶液濃縮、物質的提純、物質的凈化、電化學物質的合成等。設計濃差電池，能讓學生進一步理解離子交換膜的知識。教學時，教師可以引導學生分析濃差電池特點，從而得出正極負極的電極反應（圖4）。

濃差電池的特點是兩種溶液的濃度有差別，高濃度狀態的離子向低濃度轉移產生電動勢。海水中Na+、Cl-濃度大，而河水中Na+、Cl-濃度小，利用陽離子交換膜，使Na+從濃度高的海水滲透到河水中，從而產生電勢差而形成電池，得到負極反應：2Cl--2e- —Cl2↑，正極反應：2H++2e- —H2↑。

（作者單位：襄陽市南漳縣第一中學）

責任編輯? 張敏