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摘 要 :原电池及电解池模型是“化学反应原理”中的重要内容. 因两个模型比较相近，而且是 高考的常考知识点，因此，将其安排在一起进行建模教学. 学生通过对两个模型的比较，加深了对两 个模型的认识与理解. 实践中学生学习热情高涨，深入理解、牢固掌握了两个模型. 本文对实践过程 进行分享，以供参考.
关键词 :化学反应原理；建模教学；实践；高中化学
提升学生化学建模能力，不仅能加深学生对所学知识的理解，而且对提高学生的模型认识素养意义重大. 原电池及电解池建模教学中，结合自身实践经验以及学生实际，灵活采用多种教学方法，获得了预期的教学效果.
1 原电池建模教学实践
1 . 1 展示化学问题
为更好地抓住学生注意力，激发学生思考热情 以及构建原电池模型的兴趣. 实践中展示化学问题， 为模型的构建做好铺垫. 引导学生回顾所学的化学 反应，可知化学反应往往伴随着发光、发热现象，实 际上化学反应中还伴随着电能的相互转化，那么化学反应中化学能与电能是如何转化的，遵循怎样的规律呢? 课堂上预留 2 ~3min 的时间要求学生结合 自己的理解进行讨论. 如此展示化学问题，可提高学生学习的针对性，确保原电池建模活动得以顺利的 开展.
1 . 2 引入实验情境为提高学生建模的乐趣，更好地加深其印象，深 化对原电池原理的理解，构建正确的原电池模型，课堂上做如下两个实验 :
实验一:准备好滴管、小烧杯、药匙、温度计以及 1mol/L 的硫酸铜溶液、适量锌粉，用滴管取 30mL 硫 酸铜溶液加入到小烧杯中，使用药匙取适量锌粉加 入到小烧杯中，使用温度计测量溶液温度.
实验二 :准备好相关的实验器材，按照苏教版高 中化学“化学反应原理”化学能与电能的转化图组 装好仪器，向 2 只烧杯中分别加入 30mL 1mol/L 的 硫酸铜溶液以及 30mL 1mol/L 的硫酸锌溶液，将与 导线和电流计相连的锌片和铜片分别插入到两个溶 液中，并将盐桥插入 2 只烧杯中，观察实验现象；取 出盐桥，观察实验现象.
1 . 3 鼓励思考探究
针对上述实验设计如下问题鼓励学生思考探 究 :问题(1)实验一 和实验二分别出现了哪些实验 现象? 问题(2)写出实验二发生反应的化学方程式 以及离子方程式；问题(3)实验一 和实验二中的能量变化形式是怎样的?
学生认真观察实验一可以发现以下现象 :锌粉 逐渐溶解，烧杯中析出红色物质，温度计温度迅速上 升，可以得出反应Zn ＋Cu2 ＋——Zn2＋ ＋Cu
是放热反应. 学生对这一实验现象并不陌生. 针对实 验二学生可以清晰地看到当烧杯中有盐桥存在时电 流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜表面形成了红 色固体；将盐桥取出后电流计不再偏转. 实验二中发 生的化学方程式以及离子方程式分别为 :
Zn ＋CuSO4 ——ZnSO4 ＋Cu
Zn ＋Cu2 ＋——Zn2＋ ＋Cu
实验二中的化学能转化成了电能. 课堂上继续询问 学生如下问题 : (1)锌片片为什么会溶解，根据所学 的氧化还原反应知识，思考锌片失去的电子流向了 哪里? (2)铜片上的红色固体是什么? 为什么会生 成该固体? (3)实验中盐桥的作用是什么?
根据所学的化学反应可知锌片溶解是因为其失 去电子变成了 Zn2＋ 进入到了溶液中，电子沿着导线 流向铜片，烧杯中的 Cu2＋ 得到电子被还原成了 Cu . 从氧化还原反应角度来看锌片失去电子被氧化， Cu2＋ 得到电子被还原. 由电学知识可知，电流计的 指针发生变化表明电路是闭合的，有稳定的电流，在 导线侧有电子的移动形成电流，而在溶液侧对应的 离子充当电子的作用，因此，盐桥中的 Cl －会向盛有 ZnSO4 的溶液中移动，K＋ 会向盛有 CuSO4 的溶液中 移动. 从中可以看出盐桥的作用有起着导电作用，不 仅如此其还起着平衡电荷的作用.
1 . 4 构建对应模型
鼓励学生思考探究，学生对铜锌原电池原理有了 一定的理解，在此基础上引导学生构建对应的模型. 一 方面，要求学生回顾所学结合图 1 铜锌原电池示意图 填写下列空白. 另一方面，画出原电池的模型示意图.
(1)原电池的负极是 ， 电子，电子移动 方向是 ，发生 反应.
(2) 原电池的正极是 ， 电子，被 ， 发生 反应.
图 1
(3) 原电池的构成条 件 为 : 、 、 、 ；原电池反应的本质是 .学生在课堂上填写上述内容后，构建出了图 2 所示的原电池模型.
图 2
1 . 5 原电池模型的应用训练
为使学生深入理解灵活应用原电池模型分析相 关的化学问题，完成原电池模型构建后展示如下问 题要求学生思考作答 :
如图 3 所示，是科学家设计的微生物原电池工 作原理示意图，认真观察，则有关该原电池的说法正 确的是( ) .
图 3
A . 电子转移的方向为 m 极→n 极
B . 每生成 1 mol CO2，转移 8 mol 电子
C . m 电极反应式为 :2NO3－ ＋6H2 O ＋10e －——N2 ＋12OH －
D . H ＋ 可通过质子交换膜进入左侧极室
解答该题需要学生吃透原电池模型，并能够充 分挖掘图中的隐含条件. 观察可知电极 m 中的 NO3－转化成 N2，氮元素的化合价降低得到电子，由原电 池模型可知 m 极为正极，则 n 极为负极，电子转移 的方向为 n 极→ m 极；n 极中碳元素由 0 价升高至 ＋4 价，因此，每生成 1 mol CO2 转移电子 4mol；H ＋ 通 过质子交换膜进入到左侧电极室，m 电极的反应式为 2NO3－ ＋12H ＋ ＋10e －——N2 ＋6H2 O ，综上可知 只有 D 项的说法正确.
2 电解池建模教学实践
2 . 1 问题引入
课堂上与学生一起回顾所学的原电池模型，可知 原电池是化学能转化为电能的装置，而后要求学生思 考，是否存在将电能转化为化学能的装置呢? 这样的 装置又叫什么呢? 从学生熟悉的知识点引入问题，更 容易使学生接受，从而主动地配合电解池模型的构建.
2 . 2 创设多媒体情境
为增加学生学习趣味性，降低学生学习枯燥感， 使用多媒体技术创设如下实验情境 :在课件中展示 盛有熔融态 NaCl 的烧杯，并在烧杯中放入 2 个与电 池正负极相连的电极. 同时，宏观地展示烧杯中熔融 态 NaCl 中的离子在通电前后的状态，要求学生认真 观察 Na＋ 、Cl － 的分布情况，并进行总结.
2 . 3 鼓励学生探究
告知学生与电池负极相连的电极为阴极，与电 池正极相连的电极为阳极，而后要求学生思考、回答 如下问题 :
(1)开关闭合前烧杯中分别出现了什么现象? 电子是怎样移动的?
(2)通电后阴、阳两极发生的电极反应式分别 是什么?
(3)总的电极反应是什么?
(4) 从中可以看出该装置的能量转化是怎样的?
学生通过观察多媒体课件可以看到，在开关未 关闭前烧杯中 Na＋ 和 Cl － 是均匀分布的，当闭合开 关后，电子从电池的负极流出流向阴极，而后电子从 阳极流出流向正极，在烧杯中可以看到 Na＋ 向阴极移动，Cl － 向阳极移动，阴极生成了单质 Na，阳极有 气体产生，即阴极发生的电极反应为 2Na＋ ＋2e － ——2Na，阳极发生的电极反应为 :2Cl － －2e － —— Cl2 ↑，总的电极反应为 :
通电教学中为引导学生构建电解池模型可要求学生 回顾多媒体课件内容，填写以下空白 :
(1)与电池正、负两极相连的电极名称分别为.
(2)阴极 电子，发生 反应，阳极 电 子，发生 反应.
(3)电解池是一种将 能转化为 能的装 置，构成电解池的条件有 : 、 、 、 .
最终学生构建如图 4 所示的电解池模型.
图 4
2 . 5 电解池模型的应用
教学实践中为使学生更好地掌握电解池模型， 围绕相关习题开展训练活动，进一步提高学生的灵 活应用能力.
参考文献 :
[ 1 ] 袁琼玲. 高中化学反应原理教学中问题推进教 学的实践探析[J ] . 高考，2021 (29 ) :61 －62 .
[2 ] 张绪国. 高中化学高效课堂教学模式的实践研 究— 以“化学反应原理”为例[ J ] . 数理化解 题研究，2019 ( 15 ) :87 －88 .
[3 ] 韩博，张星华. 基于模型认知的高中化学教学实 践研究— 以“化学能与电能”为例[ J ] . 数理 化解题研究，2021 (33 ) :86 －87 .
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