高中 化学 选择性必修1 第四章 化学反应电能《章末综合提升》教学设计.docx

章末综合提升

一、电化学知识的综合问题

该类题目的考查内容通常有以下几个方面：电极的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动方向、pH的变化以及电解质溶液的复原、根据得失电子守恒处理相关数据等。

1.解答此类试题的关键

(1)理解原电池、电解池的工作原理

原电池的负极和正极分别发生氧化反应和还原反应；电子从负极流出沿外电路流向正极，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

电解池的阳极和阴极分别发生氧化反应和还原反应。电解质溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。根据阳极为活性电极或惰性电极可写出相应的电极反应。

(2)准确判断原电池和电解池

串联电池中，若有燃料通入的电池为原电池，其中通入燃料的电极为负极；若两个均为惰性电极，且没有通入气体，则该装置为电解池。

(3)灵活利用电子转移守恒处理数据

在进行有关原电池和电解池的计算时，要写出相应的电极反应，根据转移电子数目相等，可完成相应计算。

2.多池串联装置中电池类型的判断

(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，A为原电池，B为电解池。

(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；而电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。原电池中的电极材料一般能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液反应。如下图所示，B为原电池，A为电解池。

(3)根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如下图所示。

若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。

3.综合装置中的有关计算

原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据是电子转移守恒，分析时要注意两点：

(1)串联电路中各支路电流相等；

(2)并联电路总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。如下图所示。

图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn，Cu极上析出2.24L(标准状况)H2，Pt极上析出0.1molCl2，C极上析出6.4gCu。甲池中H＋被还原成H2，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。

如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。试回答下列问题：

(1)电源中X极是______(填“正”或“负”)极。

(2)通电5min时，B中共收集到224mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝______________________________________。

(3)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________(Kw＝1.0×10－14)。

答案：(1)负(2)0.025mol·L－1(3)13

解析：(1)铜电极增重，说明银在铜电极析出，则铜电极为阴极，X为负极。(2)C中铜电极增重2.16g，即析出0.02molAg，线路中通过0.02mol电子；由4e－～O2可知，B中产生的O2只有0.005mol，即112mL；但B中共收集到224mL气体，说明还有112mL是H2，即全部Cu2＋在阴极放电后，H＋接着放电产生了112mLH2，则通过0.01mol电子时，Cu2＋已被电解完；

由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005mol，

则c(CuSO4)＝eq\f(0.005mol,0.2L)＝0.025mol·L－1。

(3)由e－～OH－知，A中生成0.02molOH－，则c(OH－)＝0.1mol·L－1，pH＝13。

二、解答电解问题的规律方法

1.明确电极反应规律

(1)阴极：得电子，发生还原反应

①一般情况下，电极本身不参加反应；

②一定是电解质溶液中的阳离子“争”得电子。

(2)阳极：失电子，发生氧化反应

①若为活性电极，则电极本身参加反应；

②若为惰性电极，则电解质溶液中的阴离子失电子而被氧化。

2.准确判断离子的放电顺序

离子的放电顺序主要取决于离子的本身性质，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。

(1)阳离子放电顺序(从强到弱)

Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋(酸)、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、H＋(H2O)、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋。

(2)阴离子放电顺序(从强到弱)

S2－、I