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2011届高考化学二轮专题复习学案--2.4 电化学原理(新课标)

  • ※基本信息※
    • 资料类型:教(学)案
    • 教材版本:不限
    • 适用学校:不限
    • 所需点数:1点
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    • 资料作者:
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    • 更新时间:2011-02-18 23:49:06
    • 上传时间:2011-02-18 23:50:03
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  • 2011届高考化学二轮专题复习学案:2.4 电化学原理(新课标)【考纲点击】
    1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应式和电池总反应式。
    2.了解常 见化学电源的种类及其工作原理。
    3.了解电解池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式。
    4.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
    【核心要点突破】
    一、 原电池、电解池电极反应及总反应式的书写
     
    无论是原电池还是电解池,其电极反应均是氧化还原反应,因此电极反应时的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守和。书写时先对电极材料和溶液介质情况分析,再书写电极反应式和总反应式。
    1.原电池中电极反应式的书写
    (1)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)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。
    (3)正负极反应式相加,消取得失电子数目及两边的介质离子,得到电池氧化还原反应的总反应式。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电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
    2.电解池中电极反应式的书写
    (1)首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
    (2)如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。
    阳极(惰性电极)发生氧化反应,阴离子失去电子被氧化的顺序为:S2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水电离的OH->含氧酸根离子>F-。
    阴极发生还原反应,阳离子得到电子被还原的顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸电离出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水电离出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
    (注:在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原,这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得)。
    (3)根据实际反应物写总电解方程式。
    3.特殊情况电极反应式的书写
    在书写电极反应式时,一定要注意一些特殊情况。
    (1)注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变
    溶液中的离子浓度改变,有时可导致离子放电顺序的改变。
    例:在给某镀件镀锌时,电镀液是饱和ZnCl2溶液,试写出该电镀池的电极反应式。
    解析:在饱和ZnCl2溶液中,Zn2+的浓度远大于水电离出来的H+的浓度,所以阴极应是Zn2+放电,而不是H+放电。其电极反应式为:阳极:Zn-2e-= Zn2+;阴极:Zn2++2e-= Zn。
    (2)注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变
    在原电池中,一般较活泼金属作负极,但当电解质溶液发生改变时,较活泼金属就不一定作负极了。
    例:将铜片和铝片用导线相连,分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3中,写出两池的电极反应式。
    解析:在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中,较活泼的铝被氧化作负极,铜作正极。其电极反应为:
    负极(Al):2Al-6e-=2Al3+;正极(Cu):6H++6e-= 3H2↑。
    在浓HNO3作电解质溶液的原电池中,因为Al在浓HNO3中钝化,较不活泼的铜作负极,其电极反应为:负极(Cu):Cu-2e-= Cu2+;正极(Al):2NO3-+4H++2e-=2 NO2↑+2H2O。但随着反应的进行,浓HNO3逐渐变稀,正极电极反应又有:NO3-+4H++3e-= NO↑+2H2O。
    (3)注意电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变
    有些电池若改变其电解质溶液的酸碱性,虽不会改变电池的正负极,但却改变了电极反应。
    例:若将例2中的电解质KOH溶液改为稀硫酸,其它条件不变,试写出该电池两极的电极反应式。
    解析:该题虽只改变了电解质溶液的酸碱性,但总反应式与例2不相同了,其总反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O。这样,在正极上O2得电子生成的O2-会与稀硫酸中的H+结合生成水,而不再生成O H-(OH-能与H+继续反应生成水)。正极反应式为
     

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