高考化学原电池解题技巧分析

2018-09-04胡尔西旦木·艾合麦提

中学课程辅导·教师通讯 2018年9期

关键词：原电池高中化学

胡尔西旦木·艾合麦提

【内容摘要】下文主要以全国2卷化学试题为例，对高考化学原电池题目解题技巧进行分析。

【关键词】高中化学原电池方法

原电池作为历年化学考试必考内容，是学生最容易丢分的问题。此问题多以新型化学电源为切入点，联系多种实验现象，考查学生对于电化学知识的掌握情况与解决实际问题的能力，教师需要引起重视。

一、扎实基础

活泼金属因还原性强，易失电子和易被氧化，一般作负极，但也有特殊情况。如Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池中，Al作负极，Mg作正极。以原电池工作原理及其应用为例，包含许多考点。如：原电池反应及正负极反应特征；放电时外电路上电子的流动方向，内电路阴阳离子的流动方向；电极附近溶液和电解质溶液的pH变化分析；电极反应式的书写，尤其是电解质环境负电极反应的影响；原电池的应用等。在教学中，教师要以考点为复习重点，扎实学生的基础知识，使学生能够提取题干关键信息，寻找解題突破口，从而准确解答问题。

如：用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是：

A.待加工铝质工件为阳极

B.可选用不锈钢网作为阴极

C.阴极的电极反应式为：Al3+3e-Al

D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

解析：铝的阳极氧化法表面处理技术中，金属铝是阳极材料，故A正确；阴极不论用什么材料离子都会在此得电子，故可选用不锈钢网作为阴极，故B正确；阴极是氢离子发生得电子的还原反应，故电极反应方程式为2H++2e﹣=H2↑，故C错误；在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，故硫酸根离子在电解过程中向阳极移动，故D正确，本题主要考查电解原理及其应用。电化学原理是高中化学的核心考点，学生必须要知道阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应。

二、积累计算方法

原电池的计算主要包括：两极产物的定量计算，溶液pH值的计算，相对原子质量和阿伏伽德罗场数测定的计算等。当前比较常见的计算方法是电子守恒法、总反应式计算。电子守恒法大多用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物相同电量等计算；而后者则需要先写出电极反应式，再依据总反应式列比例式计算。

如：1L某溶液中含有的离子如下表：用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole-通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是：

用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole-通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（）

A.电解后溶液呈酸性

B. a=3

C.阳极生成1.5molCl2

D.阴极析出的金属是铜与铝

解：A.当电路中有3mole-通过时，阳极首先发生2Cl--2e-=Cl2↑，有0.5mol 生成Cl2，然后发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成2molH+，阴极首先发生：Cu2++2e-=Cu，析出1molCu，然后发生2H++2e-=H2↑，生成0.5molH2，同时生成1mol OH-，因n（H+）>n（OH-），则反应后溶液呈酸性，故A正确；B.由溶液电荷守恒可知2c（Cu2+）+3c（Al3+）=c（NO3-） +c（Cl-），可求得c（NO3-）=4moL/L，即a=4，故B错误；C.电解时阳极首先发生：2Cl--2e-=Cl2↑，然后发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成Cl2和O2，故C错误；D.由于离子放电顺序Cu2+>H+>Al3+，没有Al生成，故D错误，故选A。

三、正确书写电极方程式

燃料电池电极反应式的书写是中学化学教学难点，也是高考化学常考考点之一，也是学生容易出错点。

1.首先分清原电池的正、负极均为惰性电极，电极均不参与反应。

2.正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为氧离子，根据电解质的不同，其负极电极反应式书写分以下几种情况：

（1）在酸性溶液中：

O2+4e-+H+=4H2O

（2）在碱性溶液中：

O2+4e-+2H2O=4OH-

（3）在熔融碳酸盐中：

O2+2CO2-+4e-=2CO32-

（4）在熔融氧化物介质中：

O2+4e-=2O2-