高三物理电化学重点考查题型教案

用心 爱心 专心 电化学重点考查题型电化学重点考查题型 电化学属于基础理论 它是高考的热点 再现率达100 从近几年高考题来看 电化 学侧重考查工作原理 电极判断 电极反应和总反应的书写 电流 或电子流动 方向 离子 移动方向 金属的腐蚀与防护 相关计算等 为了让学生了解关于电化学的题型及解法 本 文以题型的形式加以分析和示例 一 判断装置是原电池还是电解池 分析 观察是否有外加电源 如果有则为电解池 没有则可能为原电池 再依据原电池 的形成条件分析判定 主要思路是 三看 一看电极 两极为导体且活泼性不同 二看溶 液 两极插入电解质溶液中 三看回路 形成闭合回路或两极接触 对可充电电池 放电为 原电池 充电为电解池 例 按右图装置进行实验 并回答下列问题 判断装置的名称 A 池为 B 池为 锌极为 极 电极反应式为 铜极为 极 电极反应式为 石墨棒 C1为 极 电极反应式为 石墨棒 C2附近发生的实验现象为 解析 A 池中 Zn Cu 放入 CuSO4溶液中构成原电池 B 池中 两个电极均为石墨电极 在以 A 为电源的情况下构成电解池 即原电池 A 带动电解池 B A 池中 Zn 负极 Cu 为正极 B 池中 C1为阳极 C2为阴极 析出 H2 周围 OH 富集 酚酞变红 答案 A 为原电池 B 为电解池 Zn 为负极 Zn 2e Zn2 Cu 为正极 Cu2 2e Cu C1为正极 2Cl 2e Cl2 C2极发生的现象为 有无色气体产生 附近溶液出现红 色 二 两极的判断和电极反应式的书写 分析 失去电子 元素化合价升高 发生氧化反应的极为原电池的负极或电解池的阳极 电极反应式为 还原剂 ne 氧化产物 得到电子 元素化合价降低 发生还原反应的极为 原电池的正极或电解池的阴极 电极反应式为氧化剂 ne 还原产物 例 Zn MnO2干电池应用广泛 其电解质溶液是 ZnCl2 NH4Cl 混合溶液 1 该电池的负极材料是 电池工作时 电子流向 填 正极 或 负极 2 若 ZnCl2 NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 会加速某电极的腐蚀 其主要原因是 3 MnO2的生产方法之一是以石墨为电极 电解酸化的 MnSO4溶液 阴极的电极反应式 是 解析 1 负极是失电子的一极 Zn 失电子由负极经外电路流向正极 2 锌与还原 出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 3 阴极上得电子 发生还原反应 H 得电子 生成氢气 答案 1 Zn 或锌 正极 2 Zn 与 Cu2 反应生成 Cu Zn 与 Cu 构成原电池 加快 反应速率 b 3 2H 2e H2 例 如右图所示的原电池 判断两极并写出两极反应 解析 一般在酸性条件下Mg失电子作负极 但在碱性条件下Mg难与溶液反应 而Al常 温下能与碱液反应 所以作负极 负极 2Al 8OH一一6e一 2AlO2 4H2O 正极 6H2O 6e一 3H2 6OH一 ZnC2 Cu C1 AB CuSO4溶液 KCl 酚酞溶液 用心 爱心 专心 确定原电池正 负极的一般方法 两个活泼性不同的金属作原电池的正 负极时 通常 是较活泼的作负极 另一个作正极 金属与非金属作原电池的正 负极时 通常是金属作负 极 非金属作正极 当遇到活泼性较差的金属或非金属作原电池负极的情况时 把握负极是 被氧化 失电子的那个电极 要确定正 负极就需要分析电极材料与电解质溶液反应的情况 而不是仅仅由电极材料的金属性强弱来判断 正确书写电极反应式 应掌握三点 1 找出正负极及还原剂和氧化剂 2 结合电解质 确定氧化产物和还原产物 3 写出电极反应 三 可充电电池电极反应的书写 可充电电池在一般情况下作原电池使用 分析电极反应时应考虑正 负极电极反应 当 充电时 它又作为电解池出现 此时又需写阴 阳极电极反应 正因为如此 同学们大多对 可充电电池电极反应的书写存在一定程度的畏难情绪 事实上 对此可分别分析 放电时按 原电池原理分析 充电时按电解池原理分析 这样可以降低难度 轻松突破这一类题目 例 镍镉 Ni Cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 已知某镍镉电池的电解质溶 液为 KOH 溶液 其充 放电按下式进行 Cd 2NiOOH 2H2O Cd OH 2 2Ni OH 2 有关该电池的说法正确的是 A 充电时阳极反应 Ni OH 2 e OH NiOOH H2O B 充电过程是化学能转化为电能的过程 C 放电时负极附近溶液的碱性不变 D 放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 解析 可充电电池类题目既可考查原电池知识 又可考查电解知识 非常灵活 充电时 为电解池 无正 负极 应为阴 阳极 由充电时方程式中的 Cd 和 Ni 的化合价的变化可知 Ni OH 2作阳极 电解质溶液为 KOH 所以电极反应式为 Ni OH 2 e OH NiOOH H2O Cd OH 2作阴极 Cd OH 2 2e Cd 2OH 充电的过程是将电能转化为化学 能 放电时 Cd 作负极 Cd 2e 2OH Cd OH 2 Cd 周围的 c OH 下降 OH 向负极移 动 答案 A 四 电化学原理的应用 利用原电池原理加快或者阻止某种金属的腐蚀 利用电解原理制取某种物质或者进行电 镀 电极的选择 现象的描述等 例 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B 当镀锡铁制品的镀层破损时 镶层仍能对铁制品起保护作用 C 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 解析 银器在空气中久置会被 O2所氧化变黑 为化学腐蚀 A 正确 当镀层破损时 Sn Fe 可形成原电池 不再起到保护作用 B 错 与 Zn 块形成原电池 Zn 作负极 阳极 从而保护 Fe 正极 阴极 所以 C 正确 外加电流保护法应该与直流电源的负极相连 故 D 错 答案 AC 五 电化学原理的有关计算 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液 pH 的计算 相对原子质量和阿 伏加德罗常数测定的计算 根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算 不论 哪类计算 均可概括为下列三种方法 根据电子守恒法计算 用于串联电路 阴阳两极产物 正负两极产物 相同电荷量等 类型的计算 其依据是电路中转移的电子数相等 根据总反应式计算 先写出电极反应式 再写出总反应式 最后根据总反应式列比例 式计算 用心 爱心 专心 根据关系式计算 借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁 建立计算所 需的关系式 例 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池 两电极间连接一个电流计 若该电池中两 电极的总质量为 60g 工作一段时间后 取出锌片和银片洗净 干燥后称重 总质量为 47g 试计算 产生氢气的体积 标准状况 通过导线的电量 已知 NA 6 02 1023 mol 电子电荷 为 1 60 10 19C 解析 因金属的活动性顺序为 Zn Ag 所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时 锌片作负极 发生氧化反应 Zn 2e Zn2 银片作正极 发生还原反应 2H 2e H2 根据电极反应 知锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量 设产生的氢 气的体积为x Zn 2H Zn2 H2 65g 22 4L 60