苏州市高三化学二轮复习专题 电化学研究与复习(陆慕高.doc

“电化学”复习与研究陆慕高级中学 严秀凤 王海冬 张晓宇电化学内容应用广泛，知识性强，既可与溶液相关知识综合，可与元素化合物内容综合。在进行电化学复习时可按基础知识、相关综合内容分类、精选例题习题三个环节进行。如此复习可改变只重知识不重过程，只重演练不重能力培养的复习模式，真正在解题中抓住切入口和关键，改变思维定势和只会欣赏不会做的现象。2004年高考题中涉及电化学内容较多，在能力考查上独有新意，可见搞好电化学专题复习是很重要的，同时也是培养学生解题能力的有效途径之一。一、 重视基础 形成知识规律1、 原电池、电解池、电镀池判定规律若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看回路：形成闭合回路或两极接触。若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。2、 酸、碱、盐溶液电解规律（惰性电极）类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：2H+ + 2e- = H2阳：2OH- - 4e- = 2H2O + O2NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水分解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜3、 电解有关计算的方法规律有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。4、 电化学基础知识的应用不纯金属水膜A 溶有O2，溶液呈弱酸性或中性吸氧腐蚀负极（Fe）：Fe 2e- = Fe2+正极（C）：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-B 溶有CO2，溶液呈较强酸性析氢腐蚀负极（Fe）：Fe 2e- = Fe2+正极（C）：2H+ + 2e- = H2吸附形成微电池（1） 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）：（2） 金属的防护，主要有下面几种情况： 改变金属的内部结构，例如把Ni、Cr等加入普通钢里制成不锈钢；覆盖保护层，例如涂油层、油漆、搪瓷、熟料等，另外还有电镀耐腐蚀的金属（Zn、Sn、Cr、Ni等）；电化学保护法，多采用牺牲阳极保护法，如在船只的螺旋桨附近的船体上镶嵌活泼金属锌块，另外可采用与电源负极相连接的保护方法，例如大型水坝船闸的保护就是让铁闸门和电源负极相连。（3） 电解原理的应用 氯碱工业（电解饱和食盐水）：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2；活泼金属Na、Mg、Al的制取，例如，电解熔融的NaOH制金属Na，4NaOH 4Na +2H2O + O2（其中Na为阴极区产物而 H2O和 O2则为阳极区产物）；金属的精炼，例如铜的精炼，以粗铜为阳极，精铜为阴极，含铜离子的溶液作电解质溶液；电镀,待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，阳极反应：M ne- = Mn+（进入溶液），阴极反应Mn+ + ne- = M（在镀件上沉积）。直流电源abcd电流方向二、 例题剖析例1、 右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是 （ ）A a为负极，b为正极B a为阳极，b为阴极C 电解过程中，d电极质量增加D 电解过程中，氯离子浓度不变解析：据电流方向判断a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液电极反应式为：阳极（c电极）2Cl- - 2e- = Cl2,阴极（d电极）Cu2+ + 2e- = Cu ,故C正确。例2、 将Mg片、Al片用导线连接，平行插入盛有NaOH溶液的烧杯中，形成原电池，写出电池工作时的电极反应及总反应。解析：原电池工作时，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，即还原剂作负极，氧化剂作正极。Mg不与NaOH溶液反应，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2，即Al失电子，发生氧化反应，生成的Al3+与OH-溶液反应生成AlO2-，所以Al作负极，Mg作正极，电极反应为：负极：2Al + 8OH- - 6e- = 2AlO2- + 4H2O正极：6H+ + 6e- = 3H2负极反应 + 正极反应 = 总反应总反应：2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2- + 3H2例3、 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作为电解质，CO为阳极燃气，空气和CO2的混合气体为阴极助燃气，制得6500C以下工作的燃料电池，完成下列反应：阴极： 阳极：2CO + 2CO32- - 4e- = 4CO2总反应： 解析：熔融盐作电解质和其他电解质一样作导电介质，此处阳极发生了氧化反应，即我们所讲的负极，故阴极相当于所讲的正极，正极桑O2得电子，配电荷守恒只能用CO32-,所以阴极：O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32- 总反应：2CO + O2 = 2CO2例4、图中A是一种无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，发应是工业制X的主要反应之一。ACDEFBGAHIAJXK电解XY试填空：（1）写出下列物质的化学式A ，E ，F ，Y 。（2）反应的化学方程式为 。（3）1molB通过得到1molF，B中F的质量分数为72%，则B的化学式为 。分析：该题涉及电解、合成氨工业、AgN3的推断和性质、元素及化合物中氮族元素内容等，综合性强，难度较大，是一道立意较好的推理能力题。该题切入点是G、Y两种物质性质和的工业生产反应，G是极易溶于水的碱性气体应是NH3，反应是工业制X的主要反应之一，则X为HNO3，反应为4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O,则C为O2，A为H2O，J为NO，Y是胃酸主要成分应是盐酸，K为不溶于稀HNO3的白色沉淀，则K为AgCl，I为AgNO3，H为NO2，E为N2，B为AgxNy（x、y为正整数），由108x/(108x+14y)*100%=72%，可得x/y=1/3，故B的化学式为AgN3。双基训练：写出下列反应的化学方程式。A C + D C + G A + J F + X A + H + I B E + F D + E G A + H J + X Y + I X + K拓展点拨：写出下列工业生产中有关生产原理的化学反应方程式。硫酸工业、合成氨工业、氯碱工业、硅酸盐工业、石油和煤化工工业、有机合成工业（如肥皂、乙酸乙酯等）。本题答案：（1）AH2O，EN2，FAg，YHCl。 （2）4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O （4） AgN3三、 教学反思通过以上实例分析，对电化学专题知识要把握以下内容：电极材料和电化学反应：判断电极是活性还是惰性，判断是电解还是原电池反应；电解质：判断熔融还是水溶液状态；书写：电池充电、放电时的反应，各类电池反应（如燃料电池）；中学涉及的电化学归类（如NaCl），电镀、电解精炼，析氢腐蚀、吸氧腐蚀反应类型，电解H2SO4、NaOH、Na2SO4、AgNO3、CuCl2、盐酸、CuSO4、AgNO3等水溶液。在教学过程中必要时可使用多媒体手段，比如像氯碱工业的工业流程；原电池、电解池、电镀池的对比等，这样可以使知识变得更生动有趣，加深学生的理解和记忆。总之，在整个电化学教学过程中应重视学科双基的回归，认真抓好学科双基、主干知识和核心内容的复习，分清主次，形成网络。注重思维能力的培养，善于总结各种方法和技巧，控制难度，加强规范化教学和训练，同时要重视课本实验的开放性探究以及创新实验方案的设计和语言表达。限时训练：电化学练习（一课时）陆慕高级中学 计大丰 一、选择题1、若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生反应的总反应离子方程式是Cu + 2H+ = Cu2+ + H2，则下列说法正确的是： （ ）A该装置可能是原电池，也可能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是盐酸2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为：Zn(s) + 2MnO2(s) + H20(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)，下列说法错误的是： （ ）A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s) +H20(l) + 2e- = Mn2O3(s) + 2OH-(aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g3、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图提示，下列叙述不正确的是 （ ）Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH- - 4e- = 2H2O +O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化及全部储藏在电池内的新型发电装置4、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是： （ ）A电解NaOH溶液时，溶液的浓度将减小，pH将增大B电解H2SO4溶液时，溶液的浓度将增大，pH将减小C电解CuCl2溶液时，溶液的浓度将增大，pH将不变D电解NaCl溶液时，溶液的浓度将减小，pH将不变5、某温度下，以石墨作电极，电解一定质量的饱和Na2SO4溶液，电解一段时间后，阴极放出amol气体。并从溶液中析出WgNa2SO410H2O晶体，下列说法正确的是 （ ）A电解过程中，化学能转变成电能B电解后剩余溶液浓度与原溶液浓度相同，质量分数为C电解过程中，有amol电子通过电极D阴极电极反应式：4OH - 4e = 2H2O + O26、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是： （）CuCl2 ( CuO ) BNaOH ( NaOH ) CNaCl ( HCl ) DCuSO4 ( Cu(OH)2 )7、用惰性电极电解（）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生b氧气（标准状况），则的相对原子质量为pH时间OpH时间O沉淀质量时间O沉淀质量时间OABDC8、用石墨作电极电解AlCl3溶液时，下图所示的电解液变化曲线合理的是： （）拓展提升：a M bCuSO4溶液甲稀H2SO4 乙ABCD9、如图所示，当线路接通时，发现（用石蕊试液浸润过的滤纸）a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铜、铂，且乙中两电极不发生变化。（）甲、乙分别是什么装置、。（）写出、的电极名称，电极材料和电极反应式。湿润的淀粉KI试纸CD电源FePt石墨Cu10、有电解装置如图，图中装置盛、molNaSO4溶液，装置中盛、molAgNO3溶液。通电后，润湿的淀粉的KI试纸的端变蓝色。电解一段时间后，试回答：（）中铁极的电极反应式为铂极反应式为。（）在中观察到的现象是。（）室温下，若从电解开始到时间为t时，、装置中共收集到气体.（标准状况），若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，溶液的pH为。11、将500ml0.1mol/L的CuSO4溶液和500ml4mol/L的NaCl溶液相混合，然后用石墨电极进行电解，电解过程中共有0.2mol电子通过。求（1）阴极上可析出Cu多少g？（2）在标准状况下两极上共产生多少ml气体？（3）若将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液按等体积混合后进行电解，画出溶液的pH值随时间t变化的曲线图？（假设Cu2+、Cl2对溶液pH值不影响）2004年高考赏析：12、（2004年上海卷13）下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 13、（2004年全国卷27）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： （1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。Y电极上的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X的电极材料是 ，电极反应式为 。Y电极的材料是 ,电极