關于拓展分析、知識遷移在化學教學中的應用
【摘 要】由題目命題、解題、評題進行試題分析，然后拓展分析總結燃料電池電極反應式書寫規律，關鍵先寫出在不同介質中的總反應式和正極反應式，從而得出負極反應式，并把它應用到解題中。在解題中逐步提升學生分析解決問題能力，培養學生觀察圖形能力，把它遷移應用到其它新型化學電源解題分析。
【關鍵詞】 新型化學電源；拓展分析；遷移應用
新型化學電源是高考復習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，學生往往感到困惑，在高三的復習尤其關鍵。在教學中可由習題回顧，總結規律拓展分析，并逐步提升同學們知識遷移應用能力。
【例1】（2014·莆田高三調研）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原理為考點，考查氫氧燃料電池在不同的介質環境中發生的電極反應。要求看圖分析，從圖形中獲取有關感性知識和印象，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的化學信息，結合所學化學知識學會分析電極發生的反應，懂得書寫電極反應式。
2）說解題
本題首先弄清各燃料電池發生的反應式，氫氧燃料電池在酸性和堿性介質中發生的反應學生較熟悉，而在固體氧化物和熔融鹽介質中發生的反應較陌生，結合圖形提示分析：
3）說評題
試題的.優點：高考考試說明顯示，高考命題將更加注重圖表語言的考核。用圖表表述化學過程或呈現背景信息是化學的基本表達方式，簡約化是理科考生應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，詳細分析，有助于掌握其它燃料電池發生反應的原理。
試題的不足：本題設計的是氫氣，同學們較熟悉，試題難度不大。
4）拓展分析
由本題同學們應清楚其它燃料電池電極反應的書寫，應總結規律，做到舉一反三的效果。
小結：燃料電池電極反應式的書寫
電極：惰性電極。
燃料包含：H2、CO、烴(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH、CH3OH)等。
電解質包含：①酸性電解質溶液，如H2SO4溶液；②堿性電解質溶液，如KOH溶液；③熔融氧化物，如Y2O3；④熔融碳酸鹽，如K2CO3等。
第一步：寫出電池總反應式
若產物與電解質不反應則燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致，如:甲烷燃料電池酸性介質中的總反應式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O
若產物能和電解質反應則總反應為加合后的反應。甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)的反應式為：
【例2】某科研單位利用電化學原理用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溶液充分接觸。
（1）通入SO2的電極為_____極，其電極反應式為______，此電極區pH_____（填“增大”“減小”或“不變”）。
（2）電解質溶液中的H＋通過質子膜____（填“向左”“向右”或“不”）移動，通入氧氣的電極反應式為___________。
（3）電池總反應式為____________。
5）知識遷移應用
【例3】（2014·福建名校聯考優化卷）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，放電過程中消耗鋅。該電池放電時的總反應：2Zn＋O2=2ZnO。
下列有關該電池的判斷正確的是（ ）
A．放電時，鋅發生氧化反應，作電池的正極
B．放電時，正極反應為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O
C．充電時，陰極反應為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，發生氧化反應，作負極，先寫出正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，總反應減去正極反應式，則負極反應式為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，A、B錯；充電時，陰極反應為負極的逆反應，陰極反應式為ZnO＋H2O＋2e－=Zn＋2OH－，陽極反應為正極反應的逆反應，陽極的反應式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，C錯；放電時，OH－由正極通過隔離膜移向負極，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，同樣先寫出總反應式，再寫出較簡單的電極反應式，從而得出較復雜的電極反應式。最關鍵的一點，原電池中應根據圖示判斷出正負極，如陽離子移向的一極為負極，陰離子移向的為一極為正極，電子由負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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