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電化學(xué)必考問(wèn)題點(diǎn)津

2014-01-27 00:22:45陳進(jìn)前
求學(xué)·理科版 2014年2期
關(guān)鍵詞:電解池反應(yīng)式配平

陳進(jìn)前,全國(guó)優(yōu)秀教師,浙江省特級(jí)教師,浙江省有突出貢獻(xiàn)中青年專家,浙江省首批化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽特級(jí)教練,杭州市高中化學(xué)教研大組組長(zhǎng),杭州市、麗水市、義烏市等地“名師工程”導(dǎo)師。

高考有熱點(diǎn)(常考知識(shí)點(diǎn))這已成為共識(shí),進(jìn)一步研究還可發(fā)現(xiàn),跟某個(gè)熱點(diǎn)相關(guān)又有必考的基本問(wèn)題,所以在后階段復(fù)習(xí)中要重點(diǎn)把握高考熱點(diǎn)中的基本問(wèn)題。

一、從兩例高考試題看電化學(xué)試題中必考的基本問(wèn)題

答案 B。

簡(jiǎn)析 選項(xiàng)A和B都是相關(guān)氧化還原反應(yīng)特征分析問(wèn)題(判斷產(chǎn)物、判斷反應(yīng)物),選項(xiàng)C是電極判斷和電極反應(yīng)式書寫問(wèn)題,選項(xiàng)D是離子定向移動(dòng)規(guī)律判斷問(wèn)題,都是電化學(xué)的基本問(wèn)題。

判斷電池中的正極、負(fù)極,判斷電解池中的陰極、陽(yáng)極,是電化學(xué)試題中最重要的基本問(wèn)題。命題人常要求解題者從以下依據(jù)進(jìn)行判斷:

(1)根據(jù)反應(yīng)物的還原性、氧化性判斷。電池中負(fù)極上是還原劑發(fā)生還原反應(yīng),正極上是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。

(2)根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物判斷。電解池中,陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物,陽(yáng)極上發(fā)生氧反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物。電池中也可以根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物判斷,負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物,正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物。

(3)根據(jù)裝置圖中標(biāo)示的電子流動(dòng)方向判斷。這時(shí)要注意分清是“電流方向”還是“電子移動(dòng)方向”,要防止大意失荊州。

(4)根據(jù)相連接電池(或電解池)判斷。電池與電解池相連接的裝置中,可根據(jù)外電源的負(fù)極、正極判斷電解池中陰極、陽(yáng)極。

第2類、書寫(或判斷)電極反應(yīng)式

考查電化學(xué)的試題,必定要書寫電極反應(yīng)式,因?yàn)殡姌O反應(yīng)式是分析電池、電解池的基礎(chǔ)。因此,后階段復(fù)習(xí)電化學(xué)內(nèi)容時(shí),要熟記書寫電極反應(yīng)式的要求,要熟練掌握一些較復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫步驟和技巧。

(2)蓄電池中,可根據(jù)充電時(shí)電極反應(yīng)式書寫放電時(shí)的電極反應(yīng)式,或根據(jù)根據(jù)放電時(shí)的電極反應(yīng)式書寫充電時(shí)的電極反應(yīng)式。

(3)掌握水溶液(酸性、堿性、中性)中的電極反應(yīng)式配平技巧。在酸性溶液中,不要在電極反應(yīng)式中出現(xiàn)OH-離子,要用H2O、H+來(lái)配平;在堿性溶液中,不要在電極反應(yīng)式中出現(xiàn)H+離子,要用H2O、OH-來(lái)配平;在中性溶液中,一般不在反應(yīng)物中出現(xiàn)H+ 離子或OH- 離子,但可根據(jù)情況在產(chǎn)物中出現(xiàn)OH- 離子或H+ 離子。

(4)根據(jù)題給信息,書寫并配平非水體系中的電極反應(yīng)。如,在固體氧化物作電解質(zhì)時(shí),可以用O2- 離子來(lái)配平,在熔融碳酸鹽作電解質(zhì)時(shí)可以用CO2、CO32- 等粒子來(lái)配平。

第3類、判斷離子移動(dòng)方向

電池、電解池工作時(shí),在電極上的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的帶動(dòng)下,電極和外電路上必定有電子定向移動(dòng),內(nèi)部的電解質(zhì)中必定有離子發(fā)生定向移動(dòng),形成電荷傳遞的閉合回路,這是電池、電解池工作時(shí)的基本特征。在電化學(xué)相關(guān)的試題中,判斷離子定向移動(dòng)方向是考查頻度較高的一類基本問(wèn)題。解答這類基本問(wèn)題時(shí),要注意以下幾點(diǎn):

(1)電池內(nèi)部,陰離子要向負(fù)極作向移動(dòng),陽(yáng)離子要向正極定向移動(dòng);電解池內(nèi)部,陰離子要向陽(yáng)極定向移動(dòng),陽(yáng)離子要向陰極定向移動(dòng)。

(2)除了電極反應(yīng)帶動(dòng)離子定向移動(dòng)外,在電池、電解池內(nèi)部還存在由于濃度因素使離子擴(kuò)散移動(dòng),所以不同離子定向移動(dòng)情況差異較大。一般情況下,在電極上參加反應(yīng)的離子、電極反應(yīng)過(guò)程新生成的離子,移動(dòng)比較明顯,其他離子移動(dòng)不一定會(huì)有明顯移動(dòng)。如在銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池中,H+、Zn2+ 離子移動(dòng)比較明顯。

(3)判斷離子定向移動(dòng)時(shí),要注意裝置中離子交換膜的影響,要特別注意區(qū)分各種離子交換膜(如,陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜、質(zhì)子交換膜等)存在時(shí)離子移動(dòng)的特征。

第4類、分析(或判斷)氧化還原反應(yīng)特征

從根本上看電池、電解池問(wèn)題是氧化還原反應(yīng)的兩種特殊表現(xiàn)形式,基于些,高考試題常常會(huì)以電池、電解池為載體來(lái)考查氧化還原反應(yīng)的一些基本特征。常見(jiàn)有:

(1)分析判斷電池、電解池中氧化還原反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化特征。要熟悉電池、電解池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)化類型;要學(xué)會(huì)分析同一氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)不同的電池時(shí),能量轉(zhuǎn)化效率的高低等,一般在有鹽橋的原電池中,由于氧化劑跟還原劑不能直接接觸反應(yīng),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率高。

(2)分析判斷相關(guān)氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)條件、電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目、反應(yīng)現(xiàn)象,也可以考查質(zhì)量守恒定律、電池材料回收,分析解決這些問(wèn)題都要分析氧化還原反應(yīng)特征,運(yùn)用氧化還原規(guī)律。

二、通過(guò)針對(duì)練習(xí)來(lái)提高解答相關(guān)問(wèn)題的能力

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