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電化學試題解題策略

'電化學試題解題策略'
?電化學試題解題策略靖江市劉國鈞中學 楊銀鵬 郵編214500聯系方式13615197569摘要:電化學知識是歷年高考的重要內容之一,從題型來看主要以選擇題的形式出現, 在非選擇題中也可能與其他知識合在一起考查??疾榈闹攸c是原電池和電解池的工作原理、 電極方程式的書寫與判斷、電解產物的判斷、電子轉移的數目和方向、電解質溶液中離子的 移動方向、電極附近溶液pH的變化、電子得失守恒規律在計算中的運用、金屬的腐蝕與防 護等。其中新型電池的分析、電化學原理有關的設計與探究是新課程高考命題的熱點。取材 于這個知識點的試題,由于題材廣、信息新、陌生度大,所以,大多數考生感到難于下手。 我通過分析近幾年的高考題將這類試題大致分成五種題型,每種題型均剖析出相關的知識 點,幫助學生掌握解題策略,提高解題能力。關鍵詞:高考電化學題型解題策略題型I:電極的判斷根據高屮化學教科書上的知識,在原電池屮,較活潑的金屬材料作負極,較 不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極;在電解池中,與電源正極相連的電極作 陽極,與屯源負極相連的屯極作陰極。而在高考試題中,有時提供兩個惰性電極 (如“燃料電池”屮的Pt電極、石墨電極等),有吋提供一種較活潑的金屬電極和 另一種化合物屯極,冇時甚至不明確指岀電極,針對這三種情況,如何準確快速 判斷原電池的正負極或電解池的陰陽極,就成為學生的難點。解題策略:綜合課木知識,適當拓展,類比遷移在原電池中,元索化合價升高的物質,是負極材料或是在負極上發生氧化反 應的物質;元素化合價降低的物質,是正極材料或是在正極上發生還原反應的物 質。在電解池屮,元素化合價升高的物質,是陽極材料或是在陽極上發生氧化反 應的物質;元索化合價降低的物質,是陰極材料或是在陰極上發生還原反應的物 質。即“負氧正還、陽氧陰還”?!纠?】(02上海)某學生想制作一種家用環保型消毒液發生器,用 石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cb被完全吸收,制 得冇較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖的裝置,則對電源電極名稱 和消毒液的主要成分判斷正確的是A. a為正極,b為負極;NaClO NaClB. a為負極,b為正極;NaClO和NaClC. a為陽極,b為陰極;HC1O和NaClD. a為陰極,b為陽極;HC1O和NaCl【解析】:選B。根據題目中要求“為使Cb被完全吸收”,可知應該在裝置的下端 電極上生成C12,即溶液屮的CT被氧化成C12,發生氧化反應,該電極為電解池的陽極,與之相連的電源b極為止極?!咀兪健?04天津)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是leu 口A. a電極是負極B. b電極的電極反應為:4OH?4e-=2H2O+O2 tC. 氮氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D. 氫氧燃料電池是-?種不需耍將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電 裝置答案:Bo題型II:電極反應方程式的書寫和判斷電極反應方程式作為一種特殊的離子方程式,對于強弱電解質的書寫形式, 沒有嚴格的規定,但必須遵循原子守恒和電荷守恒規律。解題策略:注意隱含反應尤其是電解質參與的電極反應,寫岀加合反應,運 用“正極反應+負極反應二總反應”或“陽極反應+陰極反應二總反應”求另一電 極反應。對丁?可充電電池,放電和充電時的電極反應方程式正好相反,即電解池的陰 極反應式對應于原電池的負極反應的逆反應式,電解池的陽極反應式對應于原電 池的正極反應的逆反應式。即“陽極…正極”-省略部分-水溶液作為電解質D. 放電過程屮Li*向負極移動 答案:Do題型V:電化學的相關計算電化學的計算或判斷主要包括以下方面:根據電源提供的電量求產物的量(析出固體的質量、產生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質量或某元素的 化合價、化學式等。解題策略:無論是原電池、電解池或者是電極反應,始終遵循得失電子守恒。(1) 根據電子守恒法計算:用于串聯電路、兩極產物、相同電量等類型的計算,其依據是電路中轉移的 電子數相等。(2) 根據總反應式計算:先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據總反應式據算。(3) 根據關系式計算:根據得失電子守恒關系,在已知量和未知量Z間,建立計算所需的關系式?!纠?】如圖所示,若電解5min時銅電極質量增加2.16g,試冋答:A B C(1) 電源電極X名稱為 o(2) 通電5min時,B中共收集224mL氣體 (標況),溶液體積為200mL。(設電解前后無體積變化)則通電前CuSO4溶液的物質的 量濃度為 O(3) 若A中KC1溶液的體積也是200mL,電解后,溶液的pH是 (設前后休無休積變化)。即溶液中的【解析】(1)C裝置的銅電極質量增加,說明銅電極上冇金屈析岀, 銀離子被還原成銀單質,故銅極為陰極,由此確定X極為負極。(2) B裝置兩極上電子轉移的數目與C裝置屮轉移的電子數目相同。C裝置屮轉移電子的數目 為0.02mol。經判斷,B裝置的電極反應為:陰極Cu2++2e~=Cu, 2H++2e'=H2 t 陽極 40H_?4e—=O2 f+2比0。根據題意可得:2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol, n(H2)+n(02)=0.01mol,解得 n(Cu)=0.005mol, CuS04 溶液的物質的量濃度為 0.025mol/Lo (3) A 裝置的總反應為 2KC1+2H2O=2KOH+H2 t +C12 t 即反應屮轉 移電子的物質的量與牛成的氫氧根離子的物質的量相等,為0.02mol,氫氧根濃 度為 0.1mol/L, pH=13o【變式】(09山東)Zn-MnO2干電池應用廣泛,其電解質溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1) 該電池的負極材料是 o電池工作時,電子流向 (填“正 極”或“負極”)。(2) 若ZnCl2-NH4Cl混合溶液屮含冇雜質Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要 原因是 o欲除去Cu%最好選用下列試劑中的 (填代號)。a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3 ? H2O(3) MnO2的生產方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電 極反應式是 o若電解電路中通過2mol電子,Mn02的理論產量為 o答案:(1) Zn (或鋅)正極(2)鋅與述原岀來的Cu構成銅鋅原電池而加快 鋅的腐蝕 b (3) 2H++2e_=H2 , 87g實際上,這些知識點往往是交叉、綜合考查的,為便于分析而分為以上兒點。參考文獻:[1] 王玉俠.談談電化學的復習方法.河北理科教學研究.2008, 2[2] 胡國生.高中化學教學中關于原電池與電解池的綜合分析.考試周刊.2009, 3作者簡介:楊銀鵬,男,28歲,03年參加工作,現為中學二級教師,多次被評為優秀教師、 先進工作者、優秀班主任;擔任多年高三教學,教學成績優秀;積極參加各種活動并多次被 表彰,07年被評為靖江市“教學能手”,08年獲泰州市優秀教學設計案例評比三等獎。
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