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1、电化学根底学问网络构建自学感悟原电池电解池1定义化学能转变成电能装置电能转变成化学能装置2形成条件相宜电极、相宜电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液或熔融电解质、外接电源、形成回路3电极名称负极正极阳极阴极4反响类型氧化复原氧化复原5外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入1采纳惰性电极从、H+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中,选出适当离子,组成电解质,对其溶液进展电解:两极分别放出H2和O2,电解质化学式是HNO3、Ba(NO3)2。阴极析出金属,阳极放出O2,电解质化学式是AgNO3。两极分别放出气体,且体积比为11,电解质化学式是HCl、BaCl2。(2)在50 mL 0.2
2、 molL-1硫酸铜溶液中插入两个电极,通电电解不考虑水分蒸发。那么:假设两极均为铜片,试说明电解过程中浓度不变。假设阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反响式是Zn-2e-=Zn2+,溶液中Cu2+浓度变小。3如不考虑H+在阴极上放电,当电路中有0.04 mol电子通过时,阴极增重1.28 g,阴极上电极反响式是Cu2+2e-=Cu。理解要点诠释考点1 原电池原理及应用 原电池是一种由化学能转变成电能装置。其本质是通过自发进展氧化复原反响,使反响中电子转移而产生电流。反响中氧化反响和复原反响分别在两个电极上发生。这便形成了带电粒子按肯定方向流淌闭合回路。1原电池断定 先分析有无外接电源:有外接电源者
3、为电解池,无外接电源者可能为原电池;然后根据原电池形成条件分析断定,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; 三看回路:形成闭合回路或两极接触。2原电池正极和负极确定由两极相对活泼性确定:在原电池中,相对活泼性较强金属为原电池负极,相对活泼性较差金属或导电非金属作原电池正极。由电极现象确定:通常状况下,在原电池中某一电极假设不断溶解或质量不断削减,该电极发生氧化反响,此为原电池负极;假设原电池中某一电极上有气体生成、电极质量不断增加或电极质量不变,该电极发生复原反响,此为原电池正极。3原电池原理应用利用原电池原理可以制造出各种好用电池,即化学电源
4、,如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。原电池原理可用于解决一些实际问题,如加快某些化学反响时速率稀硫酸与锌反响时,常滴入几滴硫酸铜溶液;分析金属电化学腐蚀快慢和防护方法等。考点2 电解原理及应用 电解池是将电能转化为化学能装置,在电解池中,阳极发生氧化反响、阴极发生复原反响,其放电依次一般为: 阳极:活泼性电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子 阴极:与金属活动依次表中金属阳离子氧化依次一样1用惰性电极进展溶液中电解时各种改变状况简析类型电极反响特点实例电解对象电解质浓度pH电 解 质溶液复原电解水型阴:2H+2e-=H2阳:4OH-4e-=2H2O+O2NaOH水增大增大水
5、H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水分解电解质型电解质电离出阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极:H2O放H2生碱阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜2电解原理应用电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液。电解时,发生如下反响:阳极,Cu-2e-=Cu2+,阴极,Cu2+2e-=Cu。阳极泥中存在金、银等不活泼珍贵金属,阴极得到纯铜。电镀铜 精铜作阳极,镀件金属作阴极,硫酸铜或其他可溶性
6、铜盐溶液作电解质溶液,从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不改变。电极反响:阳极,Cu-2e-=Cu2+,阴极,Cu2+2e-=Cu。氯碱工业 电极反响: 阳极:2Cl-2e-=Cl2 阴极:2H+2e-=H2 总反响:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(反响条件:直流电)电解冶炼:电解熔融电解质,可炼得活泼金属。如:K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融氯化物或氧化物制得。电源负极是最强“复原剂,可“强迫活泼金属阳离子得电子。如电解冶炼铝:阳极反响6O2-12e-=3O2,阴极反响4Al3+12e-=4Al,总反响式为:2Al2O34Al+3O2。难点1 电化学计算
7、根本方法 原电池和电解池计算包括两极产物定量计算、溶液pH计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定计算、根据电荷量求产物量与根据产物量求电荷量等计算。不管哪类计算,均可概括为以下三种方法: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、一样电荷量等类型计算,其根据是电路中转移电子数相等。2根据总反响式计算:先写出电极反响式,再写出总反响式,最终根据总反响式列比例式计算。3根据关系式计算:借得失电子守恒关系建立量与未知量之间桥梁,建立计算所需关系式。难点2 电极反响式书写方法规律1书写方法思路原电池:假如题目给定是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反响规律去写电极反响式;假如
8、题目给定是总反响式,可分析此反响中氧化反响或复原反响即分析有关元素化合价改变状况,再选择一个简洁改变状况去写电极反响式,另一极电极反响式可干脆写或将各反响式看作数学中代数式,用总反响式减去已写出电极反响式,即得结果。特殊须要指出是:对于可逆电池反响,须要看清晰“充电、放电方向,放电过程应用原电池原理,充电过程应用电解池原理。电解池:“书写电解池电极反响式时,要以实际放电离子表示,但书写总电解反响方程式时,弱电解质要写成分子式。2书写方法步骤 以铅蓄电池放电时反响为例,总反响为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,电极反响式书写步骤如下: 负极:Pb-2e-=PbSO4Pb+-2
9、e-=PbSO4 正极:PbO2+2e-=PbSO4PbO2+2e-=PbSO4PbO2+4H+2e-=PbSO4+2H2O。也可用总反响式减去负极反响式得到正极反响式诱思实例点拨【例1】 (2005上海高考,10)关于如图11-2所示装置表达,正确是 图11-2A.铜是阳极,铜片上有气泡产生解析:由题给图示可知Zn为原电池负极,失去电子被氧化,电子经导线流向正极铜电极,溶液中氢离子在正极得到电子而被复原为H2。原电池只分正极、负极,不用阴极、阳极表示,电流与电子流方向相反。答案:D讲评:此题是对电化学学问考察,所选实例也是最根本、最常见CuZn原电池,这也表达了“根底承载实力考察思想,有利于
10、中学教学从怪题、难题应试教化向“留意根底,留意实力转变。【例2】 (2005江苏高考,14)高铁电池是一种新型可充电电池,与一般高能电池相比,该电池能长时间保持稳定放电电压。高铁电池总反响为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH以下表达不正确是 A.放电时负极反响为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.充电时阳极反响为:Fe(OH)2-3e-+5OH-=+4H2OC.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化解析:原电池规律是:负极发生氧化反响,正极发生复原反响,活泼金属作负极,电解池规律是:阳极发生氧化反响,阴极发生复原反响
11、,因此选项A、B是正确;C中放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被复原,Fe由+6价降到+3价,因此选项C错误;D中放电时正极旁边有Fe(OH)3,溶液碱性增加。答案:C讲评:此题考察是原电池、电解池原理,电极推断,电极方程式书写,同时考察充电、放电时电极上电子转移状况,电极四周溶液酸碱性改变。解析好用原电池,其主要思路是一般先分析电池中有关元素化合价改变确定电池正、负极,然后根据原电池或电解池原理推断题目所供应有关问题。【例3】 用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解液pH从6.0变为3.0时,设电解过程中阴极没有H2放出,且电解液在电解前后
12、体积改变可以忽视不计电极上析出银质量最大为 A.27 mg B.54 mg C.106 mg D.216 mg解析:首先结合离子放电依次,弄清晰两极反响:阳极:4OH-4e-=O2+2H2O;阴极:4Ag+4e-=4Ag;电解总反响为:4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3;由电解总反响可知,电解过程中生成n(H+)=n(HNO3)=n(Ag)=(10-3 molL-1-10-6 molL-1)0.5 L510-4 mol,m(Ag)=510-4 mol108 gmol-1=0.054 g=54 mg,因此答案选B。答案:B讲评:从氧化复原角度分析可得,电解产物中生成酸电解反响,电解时转移几摩尔电子,生成几摩尔氢离子,电解产物中生成碱电解反响,电解时转移几摩尔电子,生成几摩尔氢氧根离子,解题时应留意总结规律,用多种方法进展解题,使解题实力不断进步。此题也可以首先求出电解产生氢离子物质量,这就是电解时转移电子物质量,而后据氧化复原反响规律干脆求出答案。链接提示原电池原理和电解原理都是历年高考命题热点,大多以选择题形式出现,难度适中。在分析解答时,要特殊留意把握准以下几点:抓电极活性;抓放电离子;抓电极得失;抓电极反响。