浅谈电化学复习策略.doc

浅谈电化学复习策略太和中学高三化学组 马亚杰摘要：电化学是中学化学中的一个重要知识点，在每年的高考中都占有一定比重，所以电化学的复习也就成为一个无法回避的知识板块。本文对电化学这一知识点的复习作了简要叙述。关键词：电化学 原电池 电解池 高考 电化学历年来都是高考的一个重要考点，几乎年年必考。通过对2010年的18套各考区的试题进行统计，发现除了全国卷没有考查电化学外，各考区都对电化学进行了考查。题型为选择题和填空题两种。在各考区总共20个电化学试题中，有12道题为选择题，8道题为填空题。所以掌握电化学命题的大致方向对复习电化学应该有重要的指导作用。本人把对电化学这一知识点复习的粗浅看法做了一下简单的总结。一、电化学知识点的命题大致方向1. 高考大纲全国统一考试大纲：（1）理解原电池原理。初步了解化学电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。（2）理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。全国新课标高考大纲： （1）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及工作原理。（2）理解金属发生电化学2的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。2、2010年试题特点：（1）结合新材料、新科技及环保理念进行命题是2009年电化学命题的主要特点。如安徽卷11题、江苏卷11题、浙江卷12题、海南卷15题、四川卷29题、天津卷10题等。这些题都涉及到一些新材料新科技。（2）旧题新考。有几个考区的电化学知识考点都涉及到金属的腐蚀，如北京卷6题、广东A卷10题、广东理科基础化学卷 25题、这种命题方式是在历年考卷基础上作了变换，这类题紧扣课本，所以也提醒了我们复习时不能脱离课本。（3）结合课本上的原理示意图进行命题。如山东卷29题（锌锰干电池）、宁夏卷37题化学选修化学与技术和重庆卷26题（离子交换膜法电解饱和食盐水）、天津卷10题（氢氧燃料电池）等。（4）与其他部分知识点综合命题。如与氧化还原反应、化学平衡、有机化学等知识点结合命题。二、 复习要点1理解掌握原电池和电解池(电镀池)的构成条件和工作原理：原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置形成条件活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应、金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子2.掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算（1）要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序：阴极：放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是（放电由难到易）：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是（失电子由易到难）：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液Fe2+或Zn2+H+，则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。（2）电解时溶液pH值的变化规律：电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；若阴极上有H2，阳极上有O2，且V(H2)=2V(O2)，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。（3）进行有关电化学计算，如计算电极析出产物的质量或质量比，溶液pH值或推断金属相对原子质量等时，一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。3. 理解金属腐蚀的本质及不同情况，了解用电化学原理在实际生活生产中的应用：金属的腐蚀和防护：金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属与氧化剂（一般非电解质）接触，直接发生化学反应引起的腐蚀叫化学腐蚀，如铁与氯气接触发生的腐蚀为化学腐蚀。而更普遍存在的，危害也更为严重的是电化学腐蚀，即不纯的金属或合金与电解质溶液发生原电池反应引起的腐蚀。如钢铁在水膜酸性较强条件下发生析氢腐蚀Fe2e=Fe2+，2H+2e=H2；在水膜酸性很弱或中性条件下，则发生吸氧腐蚀：2Fe4e=2Fe2+，2H2O+O2+4e=4OH。金属的防护方法：a、改变金属的内部结构；b、覆盖保护层；c、使用电化学保护法原电池原理的应用：制作多种化学电源，如干电池、蓄电池、高能电池、燃料电池；加快化学反应速率。如纯锌与盐酸反应制H2反应速率较慢，若滴入几滴CuCl2溶液，使置换出来的铜紧密附在锌表面，形成许多微小的原电池，可大大加快化学反应；金属的电化学保护，牺牲阳极的阴极保护法；金属活动性的判断。电解原理的应用：制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质经过以上原电池和电解池的分析，我们在电化学教学中，老师应明确告诉学生：原电池、电解池等电化学问题是氧化还原反应有关知识的具体应用，它是通过对电能与化学能之间的相互转变这一本质特征的研究，从而揭示有关规律并体现氧化还原反应的自身魅力。应当指出的是，合理利用化学能和电能的转化、开发新型电池、废旧电池的处理问题已成为社会的热点问题，当然也就成了高考中化学学科内综合乃至学科间综合考查的焦点之一。从学科内综合的角度看，电化学问题可以以氧化还原反应为主线，有机地将无机、有机化合物知识、电解质溶液的有关知识、实验设计、化学计算等进行整合，因此在近几年的高考中电化学问题一直是常考常新、稳中求变的命题方式改革的试点之一。下面我针对电化学的专题特点，谈谈电化学的复习。1、重视电化学与其他知识点的联系。 复习是一个归纳总结过程，要着力构建知识体系，不能限于某章节的内容，而应着眼于整个中学阶段所学的知识，找到知识的内在联系，使之系统化、网络化，让学生能融会贯通，举一反三。电化学与高中化学中许多主干知识有着千丝万缕的联系。把电化学作为一个中心点，重视电化学与氧化还原、金属活动性等知识的联系，进而辐射成一个知识面，形成一个知识网络，顺应了在二轮复习中要引导学生把书读“少”读“薄”。复习时可从氧化还原反应的基本原理入手，将原电池、电解池的构成要素、工作原理、电极反应的特点、电子转移过程与能量转化关系、过程中的电子守恒问题等进行系统归纳，形成科学的知识体系，并在此基础上通过对比、联系等方式，在知识、能力与题型之间寻找有关规律。在指导学生书写电极反应式时，我就联系了离子方程式的缺项配平，指导学生与离子方程式的电荷守恒、质量守恒类比确定所需配的得失电子数和离子，同时注意培养学生养成对题给信息的接受、筛选、分析及综合的良好的解题习惯，注意不同条件选择不同离子配；放电顺序是学生记忆的难点，复习时先把学生关于氧化还原性强弱的记忆唤醒，再结合氧化还原反应的优先规律和金属性强弱等相关知识进行回炉重整，将这几个知识点串联到一个主线物质得失电子的难易上来，减轻了学生的记忆负担。2、明确电化学的内部的区别和联系 虽然电化学从根本上仅分为原电池和电解池，但由此衍生而出的电化学池比较复杂，且相互牵连又各不相同。这对学生的理解能力、分析能力无疑是挑战，也必然成为命题者重点考虑的部分，所以我们在知道学生复习时，应当以本质为依据，联系为桥梁，区别为着眼点，弄清每个池的联系和不同。比较几个池时，要知道学生弄清：构成各个池的基本元件有哪些？该电化学池有哪些特点？电极选择和电解液选择有何特殊要求？工作过程中有哪些具体变化？工作前后有哪些现象产生？ 通过引导、比较，使学生明确的掌握电解池，原电池、电镀池、精炼池的特点，并能准确的形成基本的工业应用模型和高考解题模型， 从而正确的套用到高考的具体解题中去。3、对电化学常考题型进行“陈”题新做 近几年高考关于电化学的考题，考点清晰明确，考题形式稳中有变，因此对高考试题“陈”题新做，将做过的试题进行创造性的重组，推陈出新，不失是一个好办法。复习时可将近几年的高考试题科学归类，联系教材，通过梳理相关知识点，讲究方法，归纳技巧。电化学电化学在考试中常出现的考点包括五判断、二写、一比较和三解释。五判断是判断池型，判断电极，判断微粒（电子、离子）移动的方向，判断电极上的反应物和产物，判断电极附近或整个溶液的酸碱性；二写是写电极反应式和总反应方程式（虽然不要求掌握复杂电极方程式的书写，但电极方程式仍然是我们解决很多问题的基础和关键，因此还要重视对基本电极方程式书写的训练）；三解释是利用电化学知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。题型主要有选择题、简答题、材料分析题以及综合分析与计算题等。指导学生解好这几类的题目，我们在复习时，可从典型的高考题着手，针对学生的易错点和理解瓶