淺談電化學(xué)復(fù)習(xí)策略.doc

淺談電化學(xué)復(fù)習(xí)策略太和中學(xué)高三化學(xué)組 馬亞杰摘要：電化學(xué)是中學(xué)化學(xué)中的一個重要知識點(diǎn)，在每年的高考中都占有一定比重，所以電化學(xué)的復(fù)習(xí)也就成為一個無法回避的知識板塊。本文對電化學(xué)這一知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)作了簡要敘述。關(guān)鍵詞：電化學(xué) 原電池 電解池 高考 電化學(xué)歷年來都是高考的一個重要考點(diǎn)，幾乎年年必考。通過對2010年的18套各考區(qū)的試題進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)除了全國卷沒有考查電化學(xué)外，各考區(qū)都對電化學(xué)進(jìn)行了考查。題型為選擇題和填空題兩種。在各考區(qū)總共20個電化學(xué)試題中，有12道題為選擇題，8道題為填空題。所以掌握電化學(xué)命題的大致方向?qū)?fù)習(xí)電化學(xué)應(yīng)該有重要的指導(dǎo)作用。本人把對電化學(xué)這一知識點(diǎn)復(fù)習(xí)的粗淺看法做了一下簡單的總結(jié)。一、電化學(xué)知識點(diǎn)的命題大致方向1. 高考大綱全國統(tǒng)一考試大綱：（1）理解原電池原理。初步了解化學(xué)電源。了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法。（2）理解電解原理。了解銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。全國新課標(biāo)高考大綱： （1）了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及工作原理。（2）理解金屬發(fā)生電化學(xué)2的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。2、2010年試題特點(diǎn)：（1）結(jié)合新材料、新科技及環(huán)保理念進(jìn)行命題是2009年電化學(xué)命題的主要特點(diǎn)。如安徽卷11題、江蘇卷11題、浙江卷12題、海南卷15題、四川卷29題、天津卷10題等。這些題都涉及到一些新材料新科技。（2）舊題新考。有幾個考區(qū)的電化學(xué)知識考點(diǎn)都涉及到金屬的腐蝕，如北京卷6題、廣東A卷10題、廣東理科基礎(chǔ)化學(xué)卷 25題、這種命題方式是在歷年考卷基礎(chǔ)上作了變換，這類題緊扣課本，所以也提醒了我們復(fù)習(xí)時不能脫離課本。（3）結(jié)合課本上的原理示意圖進(jìn)行命題。如山東卷29題（鋅錳干電池）、寧夏卷37題化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù)和重慶卷26題（離子交換膜法電解飽和食鹽水）、天津卷10題（氫氧燃料電池）等。（4）與其他部分知識點(diǎn)綜合命題。如與氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、有機(jī)化學(xué)等知識點(diǎn)結(jié)合命題。二、 復(fù)習(xí)要點(diǎn)1理解掌握原電池和電解池(電鍍池)的構(gòu)成條件和工作原理：原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置形成條件活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液中形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連名稱同電解，但有限制條件。陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)、金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應(yīng)、溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中的陽離子得電子2.掌握電解反應(yīng)產(chǎn)物及電解時溶液pH值的變化規(guī)律及有關(guān)電化學(xué)的計算（1）要判斷電解產(chǎn)物是什么，必須理解溶液中離子放電順序：陰極：放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。放電順序是（放電由難到易）：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、陽極：若是惰性電極作陽極，溶液中的陰離子放電，放電順序是（失電子由易到難）：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根離子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-若是非惰性電極作陽極，則是電極本身失電子。要明確溶液中陰陽離子的放電順序，有時還需兼顧到溶液的離子濃度。如果離子濃度相差十分懸殊的情況下，離子濃度大的有可能先放電。如理論上H+的放電能力大于Fe2+、Zn2+，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液時，由于溶液Fe2+或Zn2+H+，則先在陰極上放電的是Fe2+或Zn2+，因此，陰極上的主要產(chǎn)物則為Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不會在陰極上放電的。（2）電解時溶液pH值的變化規(guī)律：電解質(zhì)溶液在電解過程中，有時溶液pH值會發(fā)生變化。判斷電解質(zhì)溶液的pH值變化，有時可以從電解產(chǎn)物上去看。若電解時陰極上產(chǎn)生H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH值增大；若陰極上無H2，陽極上產(chǎn)生O2，則電解后溶液pH值減?。蝗絷帢O上有H2，陽極上有O2，且V(H2)=2V(O2)，則有三種情況：a 如果原溶液為中性溶液，則電解后pH值不變；b 如果原溶液是酸溶液，則pH值變?。籧 如果原溶液為堿溶液，則pH值變大；若陰極上無H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液的pH可能也會發(fā)生變化。如電解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性），一旦CuCl2全部電解完，pH值會變大，成中性溶液。（3）進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)計算，如計算電極析出產(chǎn)物的質(zhì)量或質(zhì)量比，溶液pH值或推斷金屬相對原子質(zhì)量等時，一定要緊緊抓住陰陽極或正負(fù)極等電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等這一規(guī)律。3. 理解金屬腐蝕的本質(zhì)及不同情況，了解用電化學(xué)原理在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用：金屬的腐蝕和防護(hù)：金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是鐵等金屬原子失去電子而被氧化成金屬陽離子的過程，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。金屬與氧化劑（一般非電解質(zhì)）接觸，直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕，如鐵與氯氣接觸發(fā)生的腐蝕為化學(xué)腐蝕。而更普遍存在的，危害也更為嚴(yán)重的是電化學(xué)腐蝕，即不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)引起的腐蝕。如鋼鐵在水膜酸性較強(qiáng)條件下發(fā)生析氫腐蝕Fe2e=Fe2+，2H+2e=H2；在水膜酸性很弱或中性條件下，則發(fā)生吸氧腐蝕：2Fe4e=2Fe2+，2H2O+O2+4e=4OH。金屬的防護(hù)方法：a、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；b、覆蓋保護(hù)層；c、使用電化學(xué)保護(hù)法原電池原理的應(yīng)用：制作多種化學(xué)電源，如干電池、蓄電池、高能電池、燃料電池；加快化學(xué)反應(yīng)速率。如純鋅與鹽酸反應(yīng)制H2反應(yīng)速率較慢，若滴入幾滴CuCl2溶液，使置換出來的銅緊密附在鋅表面，形成許多微小的原電池，可大大加快化學(xué)反應(yīng)；金屬的電化學(xué)保護(hù)，犧牲陽極的陰極保護(hù)法；金屬活動性的判斷。電解原理的應(yīng)用：制取物質(zhì)：例如用電解飽和食鹽水溶液可制取氫氣、氯氣和燒堿。電鍍：應(yīng)用電解原理，在某些金屬或非金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。精煉銅：以精銅作陰極，粗銅作陽極，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，陽極粗銅溶解，陰極析出銅，溶液中Cu2+濃度減小電冶活潑金屬：電解熔融狀態(tài)的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質(zhì)經(jīng)過以上原電池和電解池的分析，我們在電化學(xué)教學(xué)中，老師應(yīng)明確告訴學(xué)生：原電池、電解池等電化學(xué)問題是氧化還原反應(yīng)有關(guān)知識的具體應(yīng)用，它是通過對電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)變這一本質(zhì)特征的研究，從而揭示有關(guān)規(guī)律并體現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的自身魅力。應(yīng)當(dāng)指出的是，合理利用化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化、開發(fā)新型電池、廢舊電池的處理問題已成為社會的熱點(diǎn)問題，當(dāng)然也就成了高考中化學(xué)學(xué)科內(nèi)綜合乃至學(xué)科間綜合考查的焦點(diǎn)之一。從學(xué)科內(nèi)綜合的角度看，電化學(xué)問題可以以氧化還原反應(yīng)為主線，有機(jī)地將無機(jī)、有機(jī)化合物知識、電解質(zhì)溶液的有關(guān)知識、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、化學(xué)計算等進(jìn)行整合，因此在近幾年的高考中電化學(xué)問題一直是?？汲Ｐ隆⒎€(wěn)中求變的命題方式改革的試點(diǎn)之一。下面我針對電化學(xué)的專題特點(diǎn)，談?wù)勲娀瘜W(xué)的復(fù)習(xí)。1、重視電化學(xué)與其他知識點(diǎn)的聯(lián)系。 復(fù)習(xí)是一個歸納總結(jié)過程，要著力構(gòu)建知識體系，不能限于某章節(jié)的內(nèi)容，而應(yīng)著眼于整個中學(xué)階段所學(xué)的知識，找到知識的內(nèi)在聯(lián)系，使之系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，讓學(xué)生能融會貫通，舉一反三。電化學(xué)與高中化學(xué)中許多主干知識有著千絲萬縷的聯(lián)系。把電化學(xué)作為一個中心點(diǎn)，重視電化學(xué)與氧化還原、金屬活動性等知識的聯(lián)系，進(jìn)而輻射成一個知識面，形成一個知識網(wǎng)絡(luò)，順應(yīng)了在二輪復(fù)習(xí)中要引導(dǎo)學(xué)生把書讀“少”讀“薄”。復(fù)習(xí)時可從氧化還原反應(yīng)的基本原理入手，將原電池、電解池的構(gòu)成要素、工作原理、電極反應(yīng)的特點(diǎn)、電子轉(zhuǎn)移過程與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系、過程中的電子守恒問題等進(jìn)行系統(tǒng)歸納，形成科學(xué)的知識體系，并在此基礎(chǔ)上通過對比、聯(lián)系等方式，在知識、能力與題型之間尋找有關(guān)規(guī)律。在指導(dǎo)學(xué)生書寫電極反應(yīng)式時，我就聯(lián)系了離子方程式的缺項(xiàng)配平，指導(dǎo)學(xué)生與離子方程式的電荷守恒、質(zhì)量守恒類比確定所需配的得失電子數(shù)和離子，同時注意培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成對題給信息的接受、篩選、分析及綜合的良好的解題習(xí)慣，注意不同條件選擇不同離子配；放電順序是學(xué)生記憶的難點(diǎn)，復(fù)習(xí)時先把學(xué)生關(guān)于氧化還原性強(qiáng)弱的記憶喚醒，再結(jié)合氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律和金屬性強(qiáng)弱等相關(guān)知識進(jìn)行回爐重整，將這幾個知識點(diǎn)串聯(lián)到一個主線物質(zhì)得失電子的難易上來，減輕了學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)。2、明確電化學(xué)的內(nèi)部的區(qū)別和聯(lián)系 雖然電化學(xué)從根本上僅分為原電池和電解池，但由此衍生而出的電化學(xué)池比較復(fù)雜，且相互牽連又各不相同。這對學(xué)生的理解能力、分析能力無疑是挑戰(zhàn)，也必然成為命題者重點(diǎn)考慮的部分，所以我們在知道學(xué)生復(fù)習(xí)時，應(yīng)當(dāng)以本質(zhì)為依據(jù)，聯(lián)系為橋梁，區(qū)別為著眼點(diǎn)，弄清每個池的聯(lián)系和不同。比較幾個池時，要知道學(xué)生弄清：構(gòu)成各個池的基本元件有哪些？該電化學(xué)池有哪些特點(diǎn)？電極選擇和電解液選擇有何特殊要求？工作過程中有哪些具體變化？工作前后有哪些現(xiàn)象產(chǎn)生？ 通過引導(dǎo)、比較，使學(xué)生明確的掌握電解池，原電池、電鍍池、精煉池的特點(diǎn)，并能準(zhǔn)確的形成基本的工業(yè)應(yīng)用模型和高考解題模型， 從而正確的套用到高考的具體解題中去。3、對電化學(xué)常考題型進(jìn)行“陳”題新做 近幾年高考關(guān)于電化學(xué)的考題，考點(diǎn)清晰明確，考題形式穩(wěn)中有變，因此對高考試題“陳”題新做，將做過的試題進(jìn)行創(chuàng)造性的重組，推陳出新，不失是一個好辦法。復(fù)習(xí)時可將近幾年的高考試題科學(xué)歸類，聯(lián)系教材，通過梳理相關(guān)知識點(diǎn)，講究方法，歸納技巧。電化學(xué)電化學(xué)在考試中常出現(xiàn)的考點(diǎn)包括五判斷、二寫、一比較和三解釋。五判斷是判斷池型，判斷電極，判斷微粒（電子、離子）移動的方向，判斷電極上的反應(yīng)物和產(chǎn)物，判斷電極附近或整個溶液的酸堿性；二寫是寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式（雖然不要求掌握復(fù)雜電極方程式的書寫，但電極方程式仍然是我們解決很多問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此還要重視對基本電極方程式書寫的訓(xùn)練）；三解釋是利用電化學(xué)知識解釋電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)防護(hù)和某些反應(yīng)速率加快的原因。題型主要有選擇題、簡答題、材料分析題以及綜合分析與計算題等。指導(dǎo)學(xué)生解好這幾類的題目，我們在復(fù)習(xí)時，可從典型的高考題著手，針對學(xué)生的易錯點(diǎn)和理解瓶