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本帖最后由 morelander 于 2014-9-16 11:29 编辑
在美剧《绝命毒师》（Breaking Bad) 里有这样一个情节：怀特先生和平克曼在一片荒野里完成制毒后，发现房车的电池由于平克曼的操作失误已经耗尽。如果他们不能把车子发动起来，在那个叫天天不应叫地地不灵的地方，他们必死无疑。绝望之中，怀特先生的化学知识救了他们一命：他们用简易的材料制作原电池（Galvanic Cells)并串联在一起，最终把汽车发动起来了。据说本剧的编剧文斯•吉里根当年做学生的时候理科成绩并不出色，此后也从未系统地学习过化学，就是这样一位编剧可以借怀特先生之口把枯燥的化学知识娓娓道来，不由得让人佩服他极高的悟性。
原电池以及与之相关的电解，充电，电镀和电提纯都是VCE化学第4单元里最后三章所讨论的内容，也是很多同学感到学起来比较困难和容易混淆的部分。即使经验丰富的老师，都有不小心讲错的时候， 而对VCE考生来说，这也是得分最难的部分。以2013年的情况为例，当年的化学试卷与电化学相关的部分一共21 分（7道选择题（每题1分）加14分问答题），占卷面分17.5%。 选择题的部分，电化学的得分率是54.3%， 其它类型题是60.5%； 问答题中电化学部分的得分率仅有46.4%， 其它类型题为58.0% 。所以，无论是选择题还是问答题，电化学试题与其它类型试题相比较都难度较大。考生如果不能把握住其中的精妙之处，很容易就会被那些阴极阳极，正极负极，还原剂被氧化，氧化剂被还原。。。。。等一系列问题把人搅得云里雾里。
很多人对化学学习的方法都有所误解，认为死记硬背就能解决全部问题。死记硬背用在推论简单的反应产物比如是醇，酸还是酯（中学化学也就是这三种算复杂的了）也许还有用，可是氧化还原反应成百上千，原则上每一个氧化还原反应都能构造成一个原电池，没有谁能一一背下来的, 关键还是得掌握基本原理，然后万变不离其宗。电化学部分难度较大的另外一个原因在于即使初始反应物完全相同，其它条件，有时是些“不起眼”的条件如果不同，最后所得以进行的 氧化还原反应将完全不同。比如， 用aqueous solution 或acidified aqueous solution 所进行的电解结果肯定是不一样的。据儿子回来说，他们班上最近的化学SAC考试结束后讨论答案时至少超过一半的同学发现忽视了acidified 这个条件，所以电解的阴极反应全都弄错了。还有，反应物的状态如溶液状态（solution）或熔融状态(molten) 的电解也可能会有截然不同的结果。
如果你有给孩子请化学这科的家教而你对应聘者的水准又不是太了解的话，不妨让他/她给孩子讲讲电化学这部分的内容。如果孩子能学懂并可以自如地根据电化序列表(Electrochemical Series)判定原电池在放电和充电两种状态下阴极和阳极上的反应，这个应聘者的水平就不会差到那里去，因为VCE化学的其它部分内容都相对不太容易引起混乱。
回到《绝命毒师》里那个荒原上。根据怀特先生向平克曼做的介绍，他们组装的原电池的阳极是氧化汞，阴极材料是锌，盐桥是吸收了氢氧化钾的海绵。也就是说，这种原电池所根据的氧化还原反应原理与早期商业化的汞电池 (Mercury battery)实际上是相同的：阳极的半反应是氧化汞还原成汞，阴极的半反应是金属锌氧化成氧化锌，根据阴极和阳极的标准电势，如此这般组成的电池的电压是1.38伏特（实际上有1.35伏特都算不错）。怀特先生说：他们有足够的材料做6个这样的原电池。把6个原电池串联起来，整个电池的电压也只有6 X 1.38 = 8.28伏特，大大低于我们知道的车用铅酸蓄电池的标准电压12伏特。所以，真实的情形应该是，怀特先生和平克曼最终还是没能把房车发动起来。在炎炎烈日的炙烤下，他们流尽了最后一滴汗，为了不死得那么痛苦，他们开始疯狂的吸食自己制造的冰毒，然后。。。。。就没有然后的精彩剧情了。
当然，有人会说，荒原上的温度那么高，早已不是电化序列表所依据的标准状态了。确实，根据对VCE化学试卷的总结，凡是用电化序解释不了的电化学现象，大多可以举出（1）该状态非标准状态，或者（2）反应速度太低，这两点或其中之一来做为理由。不过，怀特先生和平克曼面对着好几伏特电压的差距，而温度甚至电解质浓度的改变都不可能提供充分的条件来解除他们的困境，更何况根据能斯特方程，温度的升高和电池电压是成反比的关系。
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发表于 2014-9-15 09:48
没看完楼主的描述，实在是眼晕，看个电视剧就是看个乐，不要深究了