2018届一轮复习人教版电化学选择题专题教案

2018届一轮复习人教版电化学选择题专题教案

电化学选择题专题 考点一：原电池的工作原理 题型一：原电池正负极的判断方法：‎ ‎1．由组成原电池的两极材料判断 较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。‎ ‎2．根据电流方向或电子流向判断 外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。‎ ‎3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断 在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。‎ ‎4．根据原电池中两极发生的反应判断 原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。‎ ‎5．根据电极质量的变化判断 原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。‎ ‎6．根据电极上有气泡产生判断 原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。‎ ‎7．根据某电极(X)附近pH的变化判断 生成H2或吸收O2电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较弱。‎ 总结：原电池正、负极判断方法 说明　原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。‎ ‎★★★题型二：书写电极反应式 ‎（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键（定电极，标得失）‎ 先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。‎ ‎（2）要注意电解质溶液的酸碱性（看环境，配守恒）‎ 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋，水溶液中不能出现O2－，而熔融电解质中O2被还原为O2－。‎ （3） 两式加，验总式。‎ 正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。‎ ＝－ 题型三：判断金属活动性顺序 ‎(1)由电极名称确定一般情况下，负极金属的活动性大于正极金属的活动性。‎ ‎(2)由电子流动的方向确定电子流出的电极活动性强，电子流入的电极活动性弱。‎ ‎(3)由电流方向确定电流流出的电极活动性弱，电流流人的电极活动性强。‎ ‎(4)X极发生氧化(或还原)反应X极发生氧化反应，则X极活动性强(作负极)X极发生还原反应，则X极活动性弱(作正极)。‎ ‎(5)阳离子向X极定向移动溶液中的阳离子向X极定向移动了，说明X极为正极，活动性弱。‎ ‎(6)X极增重或减重工作后，X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，X极活动性弱反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极，活动性强。‎ ‎(7)X极有气泡逸出电池工作后，X极上有气泡逸出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明X极为正极，活动性弱。‎ ‎(8)X极附近pH变化析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而工作后，X极附近pH增大，说明X极为正极，活动性弱。‎ 题型四：有关盐桥考法 一、盐桥的组成和作用 ‎①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。‎ ‎②盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。‎ 有盐桥的原电池，两个半电池完全隔开，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。‎ 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。‎ 作用：(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行。‎ (2) 两个半电池完全隔开，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。‎ 考点二：化学电源 题型一：燃料电池电解反应式 ‎1．一次电池(碱性锌锰干电池)。‎ 碱性锌锰干电池的工作原理如图：‎ ‎2．二次电池(以铅蓄电池为例)‎ ‎(1)放电时的反应 ‎①负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4；‎ ‎②正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；‎ ‎③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。‎ ‎(2)充电时的反应 ‎①阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；‎ ‎②阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；‎ ‎③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。‎ ‎3．燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。‎ 酸性 碱性 负极反应式 ‎2H2－4e－===4H＋‎ ‎2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 电池总反应式 ‎2H2＋O2===2H2O 燃料电池电极反应式的书写方法 ‎(1)找位置、写式子：负极反应式应符合“还原剂－ne－―→氧化产物”的形式；正极反应式符合“氧化剂＋ne－―→还原产物”的形式。燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在不同介质中放电后的具体存在形式不同。①酸性介质：碳、氢元素分别转化为CO2、H＋；O2转化为H2O。②碱性介质：碳、氢元素分别转化为CO、H2O；O2转化为OH－，而熔融电解质中O2被还原为O2－。‎ ‎(2)查电荷，添离子：检查(1)中电极反应式的电荷是否守恒，若是在溶液中进行的反应，则可通过添加OH－或H＋的方法使电荷守恒，但要注意，在酸性溶液中不添加OH－，在碱性溶液中不添加H＋。若是在熔融态电解质中进行的反应，则可添加熔融态电解质中的相应离子。‎ ‎(3)查原子，添物质：检查是否符合原子守恒，若是在溶液中进行的反应，可添加H2O使原子守恒。‎ ‎(4)对于较复杂的电极反应，可用总反应式减去较简单一极的电极反应式得到。‎ 题型二：可充电电池 ‎(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。‎ ‎(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。‎ 考点三：电解原理及应用 题型一：电解过程分析 ‎1．电解池的电极和电极反应 ‎2．电解时电极产物的判断 ‎(1) 阳极产物的判断 ‎①活性金属电极 金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。‎ ‎②惰性电极(Pt、Au、C)‎ 阴离子失电子，生成对应非金属单质。‎ 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含高价态氧酸根>F－。‎ ‎(2) 阴极产物的判断 与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：‎ Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。‎ ‎(注意Fe3＋的顺序)‎ ‎[归纳总结]‎ ‎1．分析电解问题的基本方法思路 ‎(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。‎ ‎(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。‎ ‎(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。‎ ‎(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。‎ 题型二：以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律 ‎ 类型 电极反应特点 类别(实例)‎ 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解水型 阴：4H＋＋4e－===2H2↑(或4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑)‎ 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)‎ 强碱(如NaOH)‎ 水 增大 增大 加水 含氧酸(如H2SO4)‎ 水 增大 减小 加水 活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4、KNO3)‎ 水 增大 不变 加水 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 无氧酸(如HCl)，除HF外 电解质 减小 增大 通氯化氢 不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)，除氧化物外 电解质 减小 加氯化铜 放H2生碱型 阴极：H2O放H2生碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)‎ 电解质和水 生成新电解质 增大 通氯 化氢 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2 生酸 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)‎ 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜或碳酸铜 题型三：电解池电极反应式的书写步骤 提示：(1)Fe作阳极时，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋。‎ ‎(2)Fe3＋在阴极放电时，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋。‎ 题型四：电化学计算的基本方法 1. 计算类型 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。‎ 2. 解题方法 ‎①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、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎②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。‎ ‎③根据关系式计算：‎ 根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式如：‎ ‎4e－～4H＋～2H2～4OH－～O2～2Cl2～2Cu 考点四：金属腐蚀与保护 题型一：金属腐蚀的本质 ‎ 金属失电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ 题型二：金属腐蚀的类型 ‎1．化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 区别 无电流产生 有微弱电流产生 实质与联系 ‎(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快 ‎2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋‎ 正极反应 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ 其他反应及产物 Fe2＋＋2OH－=== Fe(OH)2‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 普遍性 吸氧腐蚀更普遍 题型三：金属的电化学保护 ‎1.牺牲阳极的阴极保护法 应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。‎ ‎2．外加电流的阴极保护法 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者在电解质溶液里，接外加直流电源。‎ 非电化学保护法：‎ ‎（1）改变金属内部结构而增强抗腐蚀能力——不锈钢 ‎（2）涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料 ‎（3）镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法 ‎（4）用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜，金属的钝化 题型四：判断金属腐蚀快慢的规律 ‎(1)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)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。‎ ‎(3)活泼性不同的两种金属，构成原电池活动性差别越大，腐蚀越快。‎ ‎(4)对同一种电解质溶液来说，一般是电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。‎