贾秀萍
摘要：燃料电池电极反应方程式的书写，是学生学习的难点。在教学中，笔者发现了学生在写正极反应的方程式时存在问题，并且发现一种对正极反应原理的错误解释。本文针对这一问题，进行了原理的分析和探究。
关键词：燃料电池；正极反应方程式；原理探究
原电池是以氧化还原反应为基础的学习内容，在不同类型的原电池中，还同时应用了离子反应和元素化合物的相关知识，这些知识的综合应用，加深了这部分知识的难度，成为学生学习的难点。对于高二的学生来讲，高一学过的这些知识遗忘较多，在应用时往往有些力不从心。但让学生感到最难的不是知识的遗忘，而是燃料电池反应方程式的书写。为此，在教学时把这部分内容列为重难点知识，并用一个课时来学习完成。
一、问题的提出
在进行燃料电池的教学时，依据教材内容的安排和课标要求，做了如下设计：
流程一：学生自主完成
请学生认真阅读人教版选修四77页，二、燃料电池，仔细看图4-6：氢氧燃料电池工作原理，并回答下列问题：
问题1.从电池的组成上，找出该电池与一次电池、二次电池的不同之处？简述该电池的有哪些优点？
问题2.描述电子产生的原因及流向，并写出正负极和电池的总反应式；
问题3.正极的反应 应该是：O2+ 4e- + 2H2O = 4OH- 为什么不一样呢？
上述问题在教师的点拨下，学生均能自主完成，并引导学生对三个反应方程式的书写过程作了总结，具体步骤如下：
第一步：先写出在不同电解质条件下燃料与氧气反应的总反应方程式；
第二步：书写正极的电极反应方程式(氧气在正极反应)；
第三步：用总反应方程式减去正极的电极反应方程式得到负极的电极反应方程式；
流程二：学生自主训练
要求学生按照总结的书写步骤，写出正极、负级的电极反应方程式和电池总反应方程式。(以下各题的电池装置与图4-6同)
练习1.以氢气为燃料，氧气为氧化剂，氢氧化钠溶液为电解质溶液；
练习2.以甲烷为燃料，氧气为氧化剂，氢氧化钾溶液为电解质溶液；
练习3.以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，氢氧化钾溶液为电解质溶液；
在写到第2个练习题的时候，多数学生出现了问题，原因是忘记了CO2与NaOH溶液的反应，在教师的提示下，成功完成了反应式的书写，通过练习3加强巩固，效果很好。
流程三：学生拓展训练
非水溶液燃料电池反应方程式的书写：
题目：如图所示是一种新近开发的固体氧化物燃料电池．它以掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体为固体电解质，在熔融状态下传导氧离子(O2-)，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。
这就是用大学知识对该反应的解释。
但是，这样的解释是错的！因为O2-在水溶液中存在瞬间的机会都没有！
正确的解释如下：
经查证，燃料电池中碱性环境下，正极的反应(Pt作电极有两个作用：导
三、问题的启示
经过这个问题的探究，对笔者的教学有如下启示：
首先，课前，即使经过再精心的备课，也要重视学生提出的任何一个小问题。因为，学生提出的问题，可能是我们精心之外的、经验之外的或是自认为没有必要讲解的，都会让你对老知识有一个新发现，获得这种喜悦的心情非常美好，无以言表。关于这个电极反应式O2+ 4e- + 2H2O= 4OH-的教学，就是这种心境。
其次，学生提出的问题，教会了我们如何去研究教材，整理出更合理的教学思路。作为教师，对自己工作的深刻认识是：教师是书和学生之间的一座桥，这座桥的建设需要教师倾注全心，并且做到坚持不懈的努力建造，这对教师的要求很高。第一教师得具备持之以恒的用心，无论你的生活、工作遇到多大的坎坷，也无论是天灾或是人祸，你都必须勇敢面对，不忘初心，用自己的恒心和耐心才能走向匠心；第二在熟悉教材、课程标准和摸透学情的基础上，无论你的教龄有多长，都要时刻提醒自己：教学设计过程是否符合学生的学习思路？学习中学生会提出什么问题？只有这样，才能准确把握学生的思维方式和特点，不断的捕捉知识的研究和发展方向，这样才能做到与时俱进，让自己站在更高的台阶上，去积攒更多的经验为自己的学生服务，尽到身为教师的职责，不负学生和家长的期望。
由上可知，学生是我们教师成长的一面镜子，他们的问题指引着我们的研究方向；学生是我们教师成长的阶梯，一批批学生的离开，会给我们留下非常宝贵的经验，让我们在此基础上，迈向更高的台阶。为此，在耕耘的路上，让我们一起做个有心人吧！
特别感谢：正在读博的我的学生，是他给我提供的氧气在正极的反应原理。
参考文献：
[1]北京师范大学无机化学教研室等编.无机化学[M].北京：高等教育出版社，1992.
(作者单位：山西省长治市第十五中学 046204)
论文作者:贾秀萍
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2017年8月下
论文发表时间:2017/12/22
标签：正极论文; 方程式论文; 学生论文; 电极论文; 燃料电池论文; 溶液论文; 教师论文; 《中学课程辅导●教学研究》2017年8月下论文;