1、腾八中2015年二轮热点专题8化学专题突破及应试策略主要考查的知识点有以下几个方面:电极极性和电极材料的判断;电极反应式的书写和正误判断;电极发生氧化反应、还原反应的判断;元素被氧化、被还原的判断;电极周围溶液的pH或电解质溶液pH的变化分析;离子的移动方向的分析;有关电解产物的判断和计算。本文结合相关例题从三个方面谈谈在复习中如何突破以上考点,以供参考。一、夯实基础知识 突破解题方法一个相同原理本质:氧化还原反应。两套能量转换装置:化学能变电能;电能变化学能。三项形成基本条件:略。四种电极命名依据:正、负极;阴、阳极。五类重要问题探究:电极材料、放电顺序、介质作用、电极反应及总反应、电子或电
2、流方向。六条解题注意事项:锈蚀原理、电化学防锈、二次化学电源、氯碱工业、电冶精炼、电镀原理。阴极C稀H2SO4稀CuCl2()ZnCu(+)阳极CZn2e = Zn2+发生氧化反应溶液中阴离子移向负极eeeeee得电子,带负电,溶液中阳离子移向而氧化性强者优先获得电子被还原(顺序:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+)Cu2+ + 2e = Cu2H+2e= H2溶液中阴离子移向阳极,还原性强者优先失去电子被氧化顺序:金属(除Pt、Au等惰性电极)S2 IBrClOH 故反应 2Cl2e =Cl2阴极正极发生还原反应,溶液中阳离子移向而氧化性强者优先获得电子被还原。若负极材料能与电解质溶液反应,
3、则为该反应的还原反应,若不能则为O2得电子被还原。1、理清工作原理:正阳氧、负阴还注意: 浓度发生改变,放电顺序会发生改变 ;阳离子可能在阳极放电,阴离子可能在阴极放电。2、原电池、电解池、电镀池装置的判断 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断,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。后看电路: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。 可充电电池有充电与放电两个过程,放电是原电池反应,充电是电解池反应。3、电极极性
4、判断 从氧化还原反应角度判断原电池的正负极判断:负极失去电子的一极,发生了氧化反应,一般是活泼性相对强的金属电极;正极得到电子的一极,发生了还原反应,一般是活泼性相对弱的金属电极。电解池阴阳极的判断:阴极与电源负极相连,得到电子的一极,发生了还原反应;阳极与电源正极相连,失去电子的一极,发生了氧化反应。从离子移动方向判断原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电解池中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。从电子的流向判断原电池中电子从负极流向正极,电流从正极流向负极,即负极是电子流出的一极;正极是电子流入的一极。电解池中阴极是电子流入的一极,阳极是电子流出的一极。 从相关实验现象一般电极质量增加的是
5、原电池的正极或电解池的阴极,而质量减少(或电极溶解)的是原电池的负极或电解池的阳极。4、电极反应式的书写 电极反应式实际上是氧化还原反应的一个半反应,一般以离子反应的方式呈现,既符合原子守恒,又符合电荷守恒和电子守恒,负极或阳极发生氧化反应,正极或阴极发生还原反应。若给出总反应式,可先写离子方程式,再用双线桥标出电子转移的方向和数目,再将每根箭头起点和终点所对应的粒子(还原剂氧化产物,失去电子就是减去电子;氧化剂还原产物,得到得到电子就是加上电子)拽出,结合原子守恒、电荷守恒,分清反应类型,即可写出。若给出总式和一个电极反应式,利用正极+负极=总式和阴极+阳极=总式即可得出另一电极反应。二次电
6、池的充放电过程为可逆过程,有负极反应就有阴极反应,有正极反应也就有阳极反应。一般思路为:原电池负极:先确定失电子物质,再根据介质确定负极产物;正极:先确定得电子物质,再根据介质确定正极产物。电解池 先检查阳极材料和确定溶液中离子种类 由放电顺序确定放电产物及电极反应其中可充电电池、燃料电池等新型电池的电极反应式的书写则是电极反应书写中的难点,也是历年来高考常考内容,以下分别介绍这两类电池的电极反应的书写方法:可充电电池电极反应式的书写方法书写可充电电池的电极反应式,一般都是先写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时一般要遵守三步:第一,先标出原电池总反应式电子转移方向和数目,指出参与负极和正
7、极反应的物质;第二,写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存);第三,在电子守恒的基础上,总反应式减去写出的电极反应式即得另一极电极反应式。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电的正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电的负极反应的逆过程。Eg:(全国新课标)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2C. 电池充电过程中,阴
8、极附近溶液的pH降低D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O注意:可充电电池充电时电池的负极与电源的负极相连做阴极,电池的正极与电源的正极相连做阳极。故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反,放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相反。燃料电池电极反应式的书写方法燃料电池的总反应实质上相当于可燃物的燃烧反应,只是应注意不同介质对产物的影响。书写电极反应式时一般先写正极反应式,正极反应的本质都是O2+4e = 2O2,但O2的存在与介质有关。若在酸性环境中(如硫酸),O2不能单独存在,可供结合的微粒有H+和H2O,O2优先结合H+生成H2O;若在碱性
9、或中性环境中,O2只能结合H2O生成OH离子;若在熔融碳酸盐环境中,O2离子可结合CO2生成CO32;若在某些因高温可允许O2离子在期间自由通过的固体介质中,O2离子可单独存在。即:正极:O2+4e= 2O2酸性环境:O2+4e+4 H+= 2H2O碱性环境:O2+4e+2H2O= 4OH在熔融碳酸盐环境中:O2+4e+2CO2= 2CO32在某些允许O2通过其间的介质中:O2+4e = 2O2法1负极(在电子守恒的基础上):总反应式正极反应式(删去O2)法2:电荷守恒法(考虑反应环境)5、电解解题思路(1).找电源,确定阴、阳极;(2).找电极,确定电极是否参加反应;(3).找阳离子,确定放
10、电顺序:阳离子向阴极运动,在阴极得到电子(4).找阴离子,确定放电顺序:阴离子向阳极运动,在阳极失去电子二、重视教材实例 提升基础知识的应用能力1、析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以钢铁腐蚀为例)析氢腐蚀吸氧腐蚀发 生条 件钢铁表面吸附的水膜中溶有CO2并呈较强酸性,反应时有H2析出。钢铁表面吸附的水膜中溶有O2并呈弱酸性或中性。反应中O2得电子被还原电 极反 应负极(Fe):Fe2e =Fe2+正极(C):2H+2e = H2负极(Fe):Fe2e =Fe2+正极(C):O2+4e+2H2O= 4OH2、金属的防护 改变金属内部结构和覆盖保护层(电镀耐腐蚀金属)。 电化学保护法:采用牺牲阳极的阴极保护法
11、。如船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀;另外可采用钢铁制件与电源负极相连的保护法。电解3、电解原理的应用氯碱工业(电解饱和食盐水):2NaCl + 2H2O 2NaOH +H2+Cl2 金属的精炼(如铜的精炼):以粗铜作阳极,精铜作阴极,含Cu2+的溶液作电解质溶液。电镀:待镀金属制品(镀件)作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子的溶液作电解质溶液。其特点是阳极本身参与电极反应,电镀过程中相关离子的浓度保持不变。电解判断电镀装置的方法:活泼金属Na、Mg、Al的冶炼:2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2(教材电解制Na)一次电池/二次电池及其反应原理三.深刻领会电化学中的现象及结果在电
12、化学中主要有以下三种现象或结果:(1)颜色、浓度的变化。如带电的有色粒子向两极的定向移动、因溶液浓度或成分的变化而引起的颜色及PH变化、加入酸碱指示剂后溶液颜色的变化等。用惰性电极电解一段时间后,使电解质溶液复原,应“出啥加啥”,即加入两极产物的合成物质。如对“析氧生酸型”,应加入该金属的氧化物,亦可加入其碳酸盐,但不能加入其氢氧化物或碳酸氢盐(若存在相应的化合物)。2)气体的产生。阳极产生的气体一般为O2或Cl2,阴极产生的气体一般为H2。只要阳(阴)极有O2(H2) 产生,其附近溶液的PH就会有所降低(升高)。(3)电极质量的增减。质量增加或增生的电极一般是阴极,质量减小或溶解的电极一般是
13、阳极。若已知电极类型,可判断产生的现象及结果,亦可由产生的现象或结果判断电极类型。四、以守恒思想贯穿有关的电化学计算电化学的有关计算常用守恒法或关系式法,尤其是电子守恒法和电荷守恒法。计量时,只需列出相关微粒间的计量关系式,按所列关系式进行计算即可。常见微粒间的计量关系式为:4e4H+4OH4Cl4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。(在一套串联电解池装置中通过每一极的电子总量是相等的)五、强化高考试题分析 提高解题能力1.以颜色变化即“色变”为题眼进行突破色变是电解类考题最常见的信息,是实施整体突破的切入口。如用惰性电极电解滴有酚酞的饱和NaCl溶液,在阴极区溶液显红色,
14、把阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶液中显蓝色。另外,色变还可根据考题内容的变化有其他的情形,如用石墨电极电解饱和KI溶液时,阳极区溶液由无色逐渐向棕黄色变化,若向电解后的溶液中滴加少量CCl4溶液,经振荡静置,可观察到溶液分层,下层呈紫红色(如2004年全国理综,28题);若用铜作阳极,则在阳极附近因铜放电有产生Cu2+溶液呈蓝色等。在运用色变为突破口时应注意题目所给的颜色变化指示剂是什么(常见:石蕊、酚酞、pH试纸等),不能凭经验作题。铂片 滤纸 铅笔祝你成功ab直流电源例1:(07年上海卷16)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片
15、上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是A. 铅笔端作阳极,发生还原反应 B. 铂片端作阴极,发生氧化反应直流电源abC. 铅笔端有少量的氯气产生 D. a点是负极,b点是正极例2:(08年上海卷12)取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圈为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 铜丝表面皿隔膜(只允许SO42 通过)滤纸(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)ZnSO4溶液CuSO4溶液YZnCuXAb电极是阴极Ba电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db电极附近溶液
16、的pH变小2. 以电化学原理为切入点进行突破例3:(07年重庆卷11)如图所示下列叙述正确的是( )A. Y为阴极,发生还原反应B. X为正极,发生氧化反应C. Y与滤纸接触处有氧气生成 D. X与滤纸接触处变红直流电源Cu石墨浓的强碱性电解质溶液 例4:(09年安徽理综12)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列说法正确的是A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。3. 以电极反应突破新型电池试题新型电池类试题涉及可充电
17、电池和燃料电池,是学生学习的难点,也是考试的热点。解新型电池试题的关键在于能否正确书写电极反应式。根据电极反应式和氧化还原反应知识即可判断电极的极性和材料以及某电极是发生氧化反应还是还原反应、某元素是被氧化还是被还原、离子流向、电极附近pH变化以及相关计算。例5:(08年江苏化学5)镍镉(NiCd)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 + 2H2OCd(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)2e- + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的
18、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-向正极移动例6(09年江苏化学12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为:C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中,H从正极区向负极区迁移D在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体总之,在解答电化学试题时,首先要判断题目给出的是电解池还是原电池。若为电解池,先看阳极是由什么材料构成的,然后看溶液中存在什么离子,根据离子放电顺序书写电极反应式;若为原电池,先看负极是由什么材料构成,然后看溶液中存在什么离子,根据活泼
19、性顺序和介质书写出电极反应式。最后据电极反应即可判断求解。练习1.将纯锌片和纯铜片按如图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生。 B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极。C.两烧杯中溶液的pH均增大。 D.产生气泡的速度甲比乙慢。2.(2004江苏16)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液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(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)+H2O(1)+2e=M
20、n2O3(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O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g3.(08重庆卷12)如题图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( )铁钉铜丝a铁钉铝条bAa中铁钉附近呈现红色Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生4(2014广东理综化学卷,T11)某同学组装了图4所示的电化学装置,电极Al,其它均为Cu,则( )A电流方向:电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应:Cu
21、2+ + 2e-=Cu5(2014福建理综化学卷,T11)某原电池装置如右图所示,电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确的是( )A正极反应为AgCl eAg ClB放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子6 . (2012福建理综,9)将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是()A . Cu电极上发生还原反应B .电子沿 ZnabCu 路径流动C .片刻后甲池中c(SO)增大D .片刻后可观察到滤纸b点变红色7 .控制适合的条件,将反应2Fe32I
22、= 2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 ()A .反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B .反应开始时,甲中石墨电极上Fe3被还原C .电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D .电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极8. 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()。A正极反应式:Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中,Li向负极移动C每转移0.1
23、mol电子,理论上生成20.7 g PbD常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转9. (2014上海卷)12如右图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是AK1闭合,铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合,电路中通过0.002 NA个电子时,两极共产生 0.001 mol气体10.(10福建11). 铅蓄电池的工作原理为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O,研读下图,下列判断不正确的是()AK 闭合时,d电极反应式: PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-B当电路中转移0.2mol电子时,I中消 耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时,II中SO42-向c电极迁移DK闭合一段时间后,II可单独作为 原电池,d电极为正极