高考中電化學(xué)基礎(chǔ)的探究

萬中幼

命題分析

縱觀近幾年高考試題，對(duì)于電化學(xué)內(nèi)容考察的知識(shí)點(diǎn)主要有：原電池、電解池、電鍍池等的電極材料、名稱、電極反應(yīng)式;根據(jù)原電池、電解池的電極變化判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱;根據(jù)電解時(shí)電極變化判斷電極材料、電解質(zhì)種類、電解質(zhì)復(fù)原方法、電解質(zhì)溶液的PH變化;新型電池的電極反應(yīng)與應(yīng)用;有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算等。

方法點(diǎn)津

本部分內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多、概念多，但系統(tǒng)性強(qiáng)，特點(diǎn)鮮明，復(fù)習(xí)中若能把握以下三點(diǎn)，定可提高復(fù)習(xí)效率：

（1）建立模型：從知識(shí)角度來說，原電池和電解池的各種類型的原型知識(shí)要點(diǎn)、裝置圖示是重要的基礎(chǔ)知識(shí)，也是分析相關(guān)問題時(shí)可以借鑒的重要模型。從方法角度來看，判斷電池類型的主要思路是“四看（有無外接電源、電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路）”。解答電化學(xué)有關(guān)計(jì)算常用方法主要有守恒法、電極反應(yīng)式法、電解反應(yīng)式或離子方程式法等。熟悉各種模型，遇到問題時(shí)只要找到對(duì)應(yīng)方法就能迅速答題。

（2）區(qū)別易混：電化學(xué)內(nèi)容中的相近知識(shí)點(diǎn)比較多，很多學(xué)生容易混淆，如原電池的兩極名稱與電解池兩極名稱、電極反應(yīng)式、O2在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)式、電鍍與精煉、析氫腐蝕與吸氧腐蝕、用惰性電極和用活性電極電解的區(qū)別等，復(fù)習(xí)中要重點(diǎn)突破。

（3）聯(lián)系應(yīng)用：電化學(xué)知識(shí)在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等中的應(yīng)用隨處可見，如金屬的防護(hù)、金屬的精煉、電鍍、氯堿工業(yè)等。復(fù)習(xí)中要盡量將理論知識(shí)與實(shí)際問題相聯(lián)系，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，分析并解答這些問題，以提高解決實(shí)際問題的能力。

三、?考點(diǎn)突破

（1）考查原電池知識(shí)

例1（2014·北京）下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是（???）。

A.鋅錳電池????B.氫燃料電池????C.鉛蓄電池????D.鎳鎘電池

分析：本體考查了原電池原理，明確正、負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵。堿性鋅錳電池的正極反應(yīng)為2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH;堿性氫氧燃料電池的正極反應(yīng)為O2+4H+4e=2H2O，堿性氫氧燃料電池的正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OH;鉛蓄電池的正極反應(yīng)為PbO2+4H+SO4+2e=PbSO+2HO ;鎳鎘電池的正極反應(yīng)為NiOOH+HO+e=Ni（OH）+OH。答案選B。

點(diǎn)撥：處理原電池問題時(shí)，一要注意題給圖示、反應(yīng)方程式等，善于從這些知識(shí)中獲得解題信息;二要注意模仿原電池原型，通過類比、對(duì)照，得出結(jié)論。

四、?考查電解原理

例2（2014·新課標(biāo)全國I，節(jié)選）HPO也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）：

（1）寫出陽極的電極反應(yīng)式____________________________________________。

（2）分析產(chǎn)品室可得到HPO的原因：_____________________________________ （3）早期采用“三室電滲析法”制備HPO：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用HPO稀溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有_________________________雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是________________________________。

解析：（1）陽極室電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，是電子的是水電離出的OH。因此，電極反應(yīng)式為2HO-4e=4H+O↑。

（2）由于陽極室OH放電，造成H濃度增大，H通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室;而原料室中的HPO可以通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成HPO。

（3）由于HPO具有還原性，電解時(shí)就會(huì)有HPO在陽極放電而生成HPO。答案：見解析。

點(diǎn)撥：遇到裝置圖示問題，一要善于觀察，如電極是活性電極還是惰性電極、電源正負(fù)極方向、介質(zhì)雜質(zhì)等;二要結(jié)合規(guī)律及原型，如離子放電順序、類似哪個(gè)電解應(yīng)用圖示等。

五、?考查可充電電池

例3（2014·廣西）如圖是在航天用高壓氫鎳電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池（MH-Ni電池）。下列有關(guān)說法不正確的是（???）。

A：放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOH+HO+e=Ni（OH）+OH

B：電池的電解液可為KOH溶液

C：充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH+OH=HO+M+e

D：MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高

解析：首先確定該電池放電時(shí)的總反應(yīng)為：MH+NiOOH=M+Ni（OH）;MH合金中的M、H均為0價(jià)，MH作負(fù)極材料，而NiOOH作正極材料，正極反應(yīng)式為;NiOOH+HO+e=Ni（OH）+OH，負(fù)極反應(yīng)式為：MH+OH-e=HO+M（充電時(shí)陰極反應(yīng)為其逆反應(yīng)），則A選項(xiàng)正確、C選項(xiàng)錯(cuò)誤;電池的電解液可以為堿性溶液，如KOH溶液，不能為酸性溶液（會(huì)與NiOOH反應(yīng)），B選項(xiàng)正確;MH為吸附了氫原子的一類儲(chǔ)氫合金，儲(chǔ)氫材料中氫的密度越大，放電時(shí)放出的電量越多，其電池的能量密度越高，故D選項(xiàng)正確。答案選C。

點(diǎn)撥：一要注意可充電電池的放電和充電方向，放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為電解池;二要注意介質(zhì)性質(zhì);三要注意放電時(shí)的正（負(fù)）極反應(yīng)式與充電時(shí)的陽（陰）極反應(yīng)式互為逆反應(yīng)。