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1、高三化学解题策略电化学【解题策略】一.电化学中四个极正负极是根据学上的电极电势高低而规定的，多用于原电池。正极电极电势高，是流入电子（外电路）的电极；负极电极电势低，是流出电子（外电路）的电极。阴阳极是针对电解池或电镀池来命名的。阳极是指与电源正极相连，发生氧化反应的电极；阴极是指与电源负极相连，发生还原反应的电极。二.电中四个池1.原电池：化学能转化为电能的装置。除燃料电池外，一般由活泼金属作负极。2.电解池：电能转化为化学能的装置。3.电镀池：应用电解原理在某些金属表面镀上一层新金属的装置。通常镀层金属接电源正极，待镀金属的物件接电源负极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液。4.电解精炼池：应
2、用电解原理提纯某些金属的装置，通常提纯的金属接电源正极，该金属的纯净固体接电源负极，电解液含有待提纯金属的阳离子。三.原电池电极的四种判断方法1.根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。2.根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。3.根据电极反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。也可依据电极附近指示剂（石蕊、酚酞、淀粉试液等）的显色情况判断该电极是或等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，若电极附近溶液变红色，说明该电极附近溶液显碱性，在该电极附近得电子被还原，该电极为正极。4.根据两极
3、现象判断：通常溶解或质量减少的一极为负极；质量增加或有气泡产生的一极为正极。四.电解的四种类型1.只有溶质发生化学变化：如用惰性电极电解溶液、溶液，其电解反应式分别为：2.形式上看只有水发生化学变化：如惰性电极电解溶液的电解反应式均为：3.溶质、水均发生化学变化：如惰性电极电解溶液、溶液，其电解反应式分别为：4.形式上看溶质和水均未发生化学变化：如铁器上镀铜，电极反应式分别为：阳极铜棒：，阴极铁器：五.书写电极反应的四原则1.加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。2.共存原则：因为物质得失电子后在不同介质
4、中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在，也不可能有参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式：；正极反应式：3.得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加（电解质为酸性时）或（电解质溶液为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加（电解质为碱性或中性时）或（电解质为酸性时）。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为：，负极，根据得氧原则，负极反应式为：；正极，根据失氧原则，正极反应式为：4.中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁
5、的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。【题型解读】题型一、电极名称和电极材料的判断例1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）A.阴极B.正极C.阳极D.负极解析：电解池的两极分别命名为阴、阳极，原电池的两极分别命名为正、负极。题中装置构成的是原电池，锌片失电子作原电池的负极。答案：D题型二、电极方程式的书写例2.下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列判断正确的是（）A.a为负极，b为正极B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极的质量增加D.电解过程中，氯离子的浓度不变解析：根据电流方向可判断出a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。用惰性电极电
6、解CuCl2溶液时，两个电极上发生的反应阳极（c电极）为：，阴极（d电极）为：答案：C题型三、废旧电池的处理方法例3.随着人们生活水平的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体造成污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极解析：随着生产的发展和人们生活水平的日益提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们的重视，废旧电池中含有铅、汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。答案：B题型四、利用得失电子守恒进行计算例4.室温下，在实验室中电解500mL某0.03mol/L的N
7、aCl溶液，通电一段时间后溶液的pH从7增加到12时（设电解时溶液的体积变化忽略不计），则阴极产生气体的体积（标准状况）和溶液中NaCl的浓度分别为（）A.112mL，0.02mol/LB.56mL，0.02mol/LC.56mL，0.04mol/LD.112mL，0.04mol/L解析：室温下，pH=12时，生成的的物质的量为。由电极反应中电子转移数相等，推导出电子与各物质之间物质的量的关系为：由生成的的物质的量可直接求得参加反应的NaCl的物质的量为剩余NaCl的浓度为，生成的H2为答案：B题型五、电化学基础知识应用1.判断金属的性强弱例5.某、Y、Z、M代表四种金属元素，金属某和Z用导线
8、连接放入稀硫酸中时，某溶解，Z极上有氢气放出；若电解和共存的溶液时，Y先析出；又知的氧化性强于，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A.某ZYMB.某YZMC.MZ某YD.某ZMY解析：金属某和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，某溶解说明金属活动性某Z；电解和共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性ZY；离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性YM。答案：A2.金属的腐蚀例6.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）A.B.C.D.解析：洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应为：，正极发生的反应为：，总反应式为
9、：，而又易被O2氧化为红褐色的答案：D题型6、电子守恒法的应用。例7、500mLKNO3和Cu（N03）2的混合溶液中c（NO3-）=6.0molL-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）A.原混合溶液中c（K+）为1molL-1B.上述电解过程中共转移4mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c（H+）为2molL-1解析：两极反应为：阴极Cu2+2e-=Cu2H+2e-=H2阳极：4OH-4e-=O2+2H2O，两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mo
10、l，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒，n（Cu2+）=1mol.再通过离子所带电荷的守恒，在500mLKNO3和Cu（N03）2的混合溶液中存在关系：2c（Cu2+）+c（K+）=c（NO3-），可以求出c（K+）=2molL-1.电解过程中消耗的n（OH-）=4mol，则溶液中留下4mol的H+，c（H+）=8molL-1.答案：B例8、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：（1）电源电极某名称为_。（2）pH变化：A_，B_，C_。（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。（设电解前后无体积变化）则通电前Cu
11、SO4溶液的物质的量浓度为_。（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是_（设前后体积无变化）。解析：（1）因为Cu电极增重，说明溶液中的Ag+在此极析出，所以Cu极为阴极，Ag极为阳极，那么与Ag极相连的电源Y极为正极，某极为负极。（2）电解KCl溶液时，阴极上2H+2e-=H2，溶液pH增大，电解CuSO4和K2SO4溶液时，阳极4OH-4e-=2H2O+O2，溶液pH减小。电解AgNO3溶液实质是电镀，溶液浓度不变，故pH不变。（3）C中铜电极增加2.16gAg，通过的电子为n（e-）=0.02mol，因为串联电池，每个电极通过的电子均为0.02mol，B中阳极4O
12、H-4e-=2H2O+O2，放出O2为=0.005mol，阴极放出H2为：0.01mol-0.005mol=0.005mol，根据H2的物质的量推知H+得电子2某0.005mol，则Cu2+得电子为0.02mol-2某0.005mol，CuSO4的浓度为：（4）A中阴极2H+2e-=H2，H+减少n（H+）=0.02mol，c（OH-）=，pH=13。答案：（1）负极（2）增大；减小；不变（3）0.025mol/L（4）13。例9、（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25时），N
13、2H4完全燃烧反应的热化学方程式是（2）肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是负极的电极反应式是（3）下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应是假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L（假设空气中氧气体积含量为20%）解析：（1）注意32克N2H4为1mol，注意H应与方程式的计量数相对应，如N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）；H=-624kJ/mol（2）肼空气燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。故电极反应为：（正极）O
14、2+2H2O+4e-=4OH-，（负极）N2H4+4OH-4e-=4H2O+N2（3）此图为电解装置，铜片为阳极，锌片为阴极。锌片上发生的电极反应是Cu2+2e-=Cu铜片减少128g，即转移电子4mol根据O2+2H2O+4e-=4OH-计算得，需要氧气1mol，转化为空气则需要112L。答案：（1）N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）；H=-624kJ/mol（2）O2+2H2O+4e-=4OH-；N2H4+4OH-4e-=4H2O+N2（3）Cu2+2e-=Cu112【专题测试】1.下列有关电化学的示意图中正确的是（）【解析】选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极
15、。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2，正确。【答案】D2.下列叙述正确的是（）原电池是把化学能转化成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现碳棒不能用来作原电池的正极反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，能以原电池的形式来实现A.B.C.D.【解析】原电池负极发生氧化反应，不能实现，碳棒可以作原电池的正极。【答案】A3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（）+2MnO2（）+H2O（l）=Zn（OH）2（）+Mn2O3（）下列说法错误的是（）A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2（）+H2O（l）+2e-=Mn2O3（）+2OH-（aq）C.电池工作时，电子
