内容正文:
通关09 电化学原理及应用
目录
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【误区点拨】点拨常见的易错点
【抢分通关】分析命题热点,把握解题技巧,精选名校模拟题
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考向预测
原电池、新型化学电源、电解池、金属腐蚀的综合分析及应用
不论是全国卷还是各自主命题省份的试卷,对电化学考查的概率为100%,这主要源于电化学在中学化学中的重要地位,在生活、生产中有着广泛而重要的应用,并且能很好地考查考生宏观辨识与微观探折、变化观念与平衡思想以及证据推理与摸型认知等多重学科素养,根据对近年来考题的分析,电化学命题往往以可充电电池的工作原理及电解原理的应用为背景,考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属的电化学腐蚀及防护等知识。或将原电池、电解原理与物质的制备、金属的提纯、金属的防护结合起来考查,考查的角度主要有电极反应方程式的书写或正误判断、离子移动的方向、电极产物种类的判断与量的计算等;同时也对信息提取、应用能力进行考查。预计在今后的高考中电化学考点还有“变热”的趋势,题目也会更加新颖。备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点的复习和电极反应式书写技巧的掌握。
技法1 电化学的解题流程
第一步:读题
逐字逐句读,挖掘关键字,排除无效信息,找到对解题有价值的信息,并作标记。
第一步:确定装置类型
放电为原电池,充电为电解池。
第二步:判断电极名称
放电时的正极为充电时间阳极,放电时的负极为充电时的阴极。
第三步:写出电极反应
放电时的正极反应颠倒过来为充电时的阳极反应;放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。
第四步:分析离子移动
由生成一极向消耗一极移动;区域pH变化:OH-生成区,H+消耗区,pH增大;OH-消耗区,H+生成区,pH减小。
技法2 判断电极
(1)通过反应类型判断
①失去电子的电极为负极,发生氧化反应;
②得到电子的电极为正极,发生还原反应。
(2)通过电子定向移动方向和电流方向判断
①电子流出的电极为负极,电子经外电路流入正极;
②电流流出的电极为正极,电流经外电路流入负极。
(3)根据离子移动方向判断
阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
(4)根据电极现象判断
一般不断溶解、质量减轻的电极为负极;有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。
技法3 书写电极反应式
1.直接书写
2.间接书写
第一步,写出电池总反应式。
第二步,写出电极的正极反应式。
第三步,负极反应式=总反应式-正极反应式。
技法4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时,要结合电池总反应进行分析。
1.首先应分清电池是放电还是充电。
2.再判断出正、负极或阴、阳极。
放电:阳离子→正极,阴离子→负极;
充电:阳离子→阴极,阴离子→阳极;
总之:阳离子→发生还原反应的电极;阴离子→发生氧化反应的电极。
技法5 燃料电池电极反应式的书写
第一步:写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致,若产物能和电解质反应,则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下:
CH4+2O2===CO2+2H2O①
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O②
①+②可得甲烷燃料电池的总反应式:CH4+2O2+2NaOH===Na2CO3+3H2O。
第二步:写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,因电解质溶液不同,故其电极反应也会有所不同:
燃料电池电解质
正极反应式
酸性电解质
O2+4H++4e-===2H2O
碱性电解质
O2+2H2O+4e-===4OH-
固体电解质(高温下能传导O2-)
O2+4e-===2O2-
熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)
O2+2CO2+4e-===2CO
第三步:电池的总反应式-电池的正极反应式=电池的负极反应式。
技法6 金属腐蚀快慢的判断方法
(1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。技法7 电解池电极反应式的书写步骤
微提醒:通常电极反应可以根据阳极材料和电解质溶液的性质进行判断,但在高考题中往往需要结合题给信息进行判断。
技法8 有关离子交换膜的类型及其应用
(1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过,阻止阴离子和气体通过)
以锌铜原