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总结:阴离子仅在阳极放电

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:学生不服气,认为硝酸的氧化性比H+强得多,应该在阴极得到电子,参加反应。笔者反驳,认为硝酸根是阴离子,应该往阳极移动。如果不是他提出问题,引发思考并纠正一直按照阴离子在阳极放电的规律,学生在考场上就会认为NO-3在阴极放电不合理,完成电极方程式就更困难。

总结:阴离子仅在阳极放电

分析电解放电、书写电解方程式时,为了让学生快速找到放电离子,笔者参考了不少资料,进行总结,得出规律——阳离子在阴极放电,阴离子在阳极放电,并排定放电顺序,让学生落实,遵照执行。这样确实带来不少便利,如惰性电极电解CuCl2溶液,很快就分析得到,Cu2+是阳离子在阴极放电,Cl-是阴离子在阳极放电;惰性电极电解NaOH溶液,H+在阴极放电,OH-在阳极放电。

遇到活泼金属电极呢?又加规则:阳极是活泼金属,金属放电。就这样,笔者带着学生总结规则,希望能够穷尽所有,给学生“万能法宝”。

但是,在2013届高三复习时,一位学生在课后提问:电解硝酸该怎么分析?笔者马上提示他按照规律分析,阳极是OH-放电,阴极是H+放电,本质是电解水。学生不服气,认为硝酸的氧化性比H+强得多,应该在阴极得到电子,参加反应。笔者反驳,认为硝酸根是阴离子,应该往阳极移动。学生继续追问:“难道电极周围一个硝酸根离子都没有?如果有就要反应。”这样一来,笔者被问住了,于是到实验室,设计了电解硝酸的实验,结果如表1所示。

表1 在15V下,用石墨电极电解各浓度的硝酸(www.xing528.com)

即使不作具体分析,电解的现象就说明参加反应的不仅仅是水,硝酸根肯定参与了放电。再查询文献,找到工业上利用电解硝酸制备羟胺的文献,[4]更加肯定了硝酸根可以在阴极放电。这才发现自己的总结太片面,分析电极反应,就应该按照电极电势等观点来分析,即使高中不涉及电极电势,也应该用氧化还原反应的理论去分析,而不能仅仅依靠一些经验总结。按照这个结论,笔者将电极反应的分析方法进行了纠正。

巧合的是,2013年重庆高考题理综化学卷第11题,题目情境为“电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染”,问题中要求写出NO-3在阴极放电的离子方程式。考完后学生对于笔者表示佩服,说不但分析到考点,还明确地分析到了NO-3在阴极放电这个平时备考资料上没有提及的问题。见此情景,我更多的却是庆幸,心中对提出问题的学生万分感激。如果不是他提出问题,引发思考并纠正一直按照阴离子在阳极放电的规律,学生在考场上就会认为NO-3在阴极放电不合理,完成电极方程式就更困难。

因此,不从原理本身出发而进行的片面的规律总结,不但不是学习知识和解决问题的万能钥匙,还会束缚学生的思维,阻碍学生对知识本质的探求。

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