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探析高考化学试卷中电化学知识的解题策略

2020-11-28肖欢

中学生数理化·教与学 2020年11期
关键词:电解池反应式原电池

肖欢

从近几年的高考化学试题可以看出,电化学知识是必考点,选择题是主要的考查方式,有时也会融合于填空题或实验题中,主要考查微粒的移动方向、電极反应式的书写、电极产物的判断、电极酸碱性的判断等.虽然每年的高考化学试题对此知识点的命题形式、问题的设置方式、能力要求等都在不断创新,但考查的内容基本不变,只要遵循一定的解题策略就可高效率地解答试题.

一、电池属性的判断

在解答电化学试题时首先要准确判断所给电池是电解池还是原电池,这是解答此类试题的基础和前提,可为解答试题提供正确的方向,需要学生在平时的学习中掌握电解池和原电池的联系与区别.最直观的判断方式是看所给电池是否有外加电源,有外加直流电源的是电解池,无外加电源的是原电池,即电解池无法自发进行工作,而原电池可自发进行工作;在原电池中,两个电极是活泼性不同的两个金属电极或一极金属与一极非金属.在原电池和电解池中发生的都是氧化还原反应,都是由导线连接成的闭合电路,两种电池中都有电解质溶液或熔融电解质.在能量的转化方面,由化学能转化为电能的电池是原电池,由电能转化为化学能的电池是电解池.

二、电池电极的判断

电化学的考查内容中往往涉及电池电极的判断,属于高考化学中必考的知识点.原电池和电解池中发生的反应都是氧化还原反应,可根据氧化反应原理判断两种电池的两个电极.在原电池中,发生还原反应的电极为原电池的正极,在反应中得到了电子,在外电路即导线上是电子流入的电极,在内电路即溶液中是阳离子聚集的电极,如铜锌原电池中不活泼金属铜的电极;发生氧化反应的电极为原电池的负极,在反应中失去电子,在外电路即导线上是电子流出的电极,在内电路即溶液中是阴离子聚集的电极,如铜锌原电池中活泼金属锌的电极.在电解池中,与电源负极相连的电极为电解池的阴极,发生的是还原反应,在反应中得到电子,在外电路即导线上电子的流向是由负极向阴极移动,在内电路即溶液中是阳离子聚集的电极,如电解氯化铜溶液时产生金属铜的电极;与电源正极相连的电极为电解池的阳极,发生的是氧化反应,在反应中失去电子,在外电路即导线上电子的流向是由阳极向正极移动,在电路及溶液中是阴离子聚集的电极,如电解氯化铜溶液时产生气体氯气的一极.由此,我们在判断电池的电极时可根据两极的材料、电子的流向、溶液中离子的移动方向、电极发生反应的类型、两极产生的现象等进行判断,如有O2生成的电极一般是电解池的阳极,有H2生成的电极一般是电解池的阴极.

三、电极反应式的书写

在高考化学试题中,电极反应式的书写基本是必考的内容,也是学生学习的重点和难点.在书写原电池的电极反应式时,首先,在准确判断正负极的基础上,明确两个电极上的反应物和产物,根据电子得失守恒原理标出电子的得失情况;其次,在书写正负极的电极反应式时还要判断负极区产生的阳离子能否与电解质溶液中存在的阴离子共存,不共存时要把阴离子写入负极的电极反应式中,在正极上有O2生成,若电解质溶液呈酸性时,则在正极的电极反应式中要加入H+,若电解池中溶液呈中性或碱性时,则在正极的电极反应式中要加入H2O;最后,原电池的总反应式为正、负极反应式的相加,只要知道总反应式、正极反应式和负极反应式中的两个反应式即可求出另一个反应式,因此,我们可先写出较容易的两个反应式,然后根据相加或相减得出另一个反应式.

四、电极产物的计算

高考中考查电极产物的计算,一般是计算某产物的质量、产生的气体的体积、参加反应的化合物的化合价、反应前后电解质溶液或电极附近的pH、参加反应的某物质的物质的量浓度等.如果学生能准确判断电池电极及书写电极反应式,则很容易便可得出正确的结果.在计算的过程中常用的方法有电子守恒法、总反应式法和关系式法,在电解池和原电池串联的电池中常使用电子守恒法,关系式法则是比较简单和常用的方法,不需要写出详细的电极反应式,只要根据电子得失守恒列出物质的量之间的关系式即可.

电化学是每年高考化学的热点,考查的形式和内容基本保持不变,只要我们能正确判断出电池是属于电解池还是属于原电池,能准确推断出原电池的正负极和电解池的阴阳极,了解电池工作的原理是氧化还原反应,根据已知条件书写出电极反应式,以及使用合理的方法进行有关计算,便可高效率地完成试题的解答,提高化学试题的得分.

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