輕松應(yīng)對電化學知識的小秘訣

孫竹先

（云南省宣威市第一中學，云南 宣威 655400）

電化學知識是高考的必考知識點，無論解答何種復雜的題目，都必須牢記基本概念，而且要記清，不能混淆。下面我將跟大家分享我自己的解題方法和思路。

一、原電池（放電裝置）：化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池，從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。

（一）電極的判斷方法：

①還原劑（化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)）為負極，氧化劑（化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)）為正極。

②在原電池電解質(zhì)溶液中：e-由負極流向正極，且電解質(zhì)溶液中沒有e-的移動。電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，陰離子移向負極，簡而言之在原電池中帶何種電荷就移向何極。

（二）電極反應(yīng)式的書寫：

①已知總反應(yīng)方程式：哪個極好寫就先寫哪個極，再用總的減去已經(jīng)寫好的電極，即可得到另一個電極，值得注意的是正負極得失電子數(shù)一定要相等。

②如果沒有總反應(yīng)方程式：那么先分析題目，判斷元素化合價的升降，寫出反應(yīng)物和生產(chǎn)物，再根據(jù)電荷守恒和原子個數(shù)守恒寫出電極反應(yīng)式。

具體例子如下：

例1：Al-AgO 電池廣泛應(yīng)用于魚雷電池，其原理如右圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( ).

A．A g/AgO為電池正極，放電時發(fā)生氧化反應(yīng)

B．Al 電極反應(yīng)為Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O

C．放電時OHˉ通過隔膜向正極移動

D．當消耗2.7gAl 時，有10.8gAg 生成

解析：原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，A 錯誤；Al化合價升高為負極，電極反應(yīng)為Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，B 正確；在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極，C 錯誤；依據(jù)正負極得失電子數(shù)一定要相等可以求出：

答案：B

例2：某新型電池，以NaBH4(B 的化合價為+3 價)和H2O2 作原料，該電池可用作深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是：()

A．電池工作時Na+從b 極區(qū)移向a 極區(qū)

B．每消耗3molH202，轉(zhuǎn)移3mole-

C．b 極上的電極反應(yīng)式為：H202+2e-+2H+=2H20

D．a(chǎn) 極上的電極反應(yīng)式為：BH4－+80H--8e-=B02-+6H20

解析：我們看圖可以知道電極b 發(fā)生H2O2，其中O 元素的化合價降低，發(fā)生了還原反應(yīng)，應(yīng)作正極，電極反應(yīng)式為H202+2e-=2OH－，B C錯誤；b為正極，a 就為負極，在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)，A錯誤；排除法選D，a極上的電極反應(yīng)式的確為：BH4－+80H--8e-=B02-+6H20。（寫此反應(yīng)遵循原子守恒和電荷守恒）

答案：D

例3.鋅-空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH 溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)2－4。下列說法正確的是（ ）

A.充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動

B.充電時，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小

C.放電時，負極反應(yīng)為：Zn+4OH－-2e－= Zn(OH)2－4

D.放電時，電路中通過2mol 電子，消耗氧氣22.4L（標準狀況）

解析：此題已知總反應(yīng)方程式，通過化合價判斷Zn為負極，O2為正極，電解質(zhì)溶液是堿。

負極反應(yīng)式是：Zn+4OH－-2e－= Zn(OH)2－4，正極反應(yīng)式是：O2+4e－+2H2O=4OH－

所以秒殺此題答案為C.

二、電解池(充電裝置)：電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置為電解池，它是一個非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

（一）電極的判斷方法：

①與電源負極相連的電極為陰極，與電源正極相連的電極為陽極。

陽極放電： 1）惰性電極：則溶液中陰離子放電。

2）非惰性電極：電極材料首先失電子。

放電順序為：金屬 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >含氧酸根>F－

陰極放電：電極材料受保護，溶液中陽離子放電。

放電順序為：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+> Mg2+>Na+>Ca2+> K+

②化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極；化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。

③在電解池溶液中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，且電解質(zhì)溶液中沒有電子的移動。

（二）電極反應(yīng)式的書寫與原電池的思路一樣。

具體例子如下：

例4：如圖所示的裝置C、D、E、F、X、Y 都是惰性電極。將電源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F 附近顯紅色，則以下說法正確的是：

A．電源B 是正極

B．甲、乙裝置的C、D、E、F 電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為1：2：2：2

C．欲用丙裝置給銅鍍銀，H 應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3 溶液

D．裝置丁中Y 極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶負電荷

解析：由題目信息可知F 附近顯紅色，則F 極有OH－，那么就有H20電離產(chǎn)生的H+放電，所以F 極為陰極，電極反應(yīng)式為依據(jù)串聯(lián)電路，可知E為陽極、D為陰極、C為陽極，電源A為正極、電源B為負極、Y為陰極、X為陽極、H為陰極、G為陽極，由此可知A 錯誤；Y為陰極，陽離子移向此極，Y 極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷，所以D 錯誤；用丙裝置給銅鍍銀，犧牲Ag，被氧化，Ag 作為陽極，應(yīng)該在G極；C 陽極反應(yīng)式為：D 陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu：E 陽極反應(yīng)式為：根據(jù)串聯(lián)電路電路中得失電子相等可知O2：Cu：Cl2：H2=0.5：1：1：1=1：2：2：2，所以B 正確。

答案：B

例5：如右圖所示裝置(陰、陽極均為惰性電極)可用于電解尿素〔CO(NH2)2〕的堿性溶液制取氫氣。該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為 _____________________，陰極的電極反應(yīng)式為_____________________；若兩極共收集到氣體22.4L（標準狀況），則消耗的尿素為 g（忽略氣體的溶解）。

例6：N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫出石墨I 電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：

在電解池中生成N2O5 的電極反應(yīng)式為：

解析：看圖我們知道左邊是燃料電池，總反應(yīng)方程式為：2H2+O2=2H2O，氧氣為正極，考慮到電解質(zhì)是熔融鹽Na2CO3，電極反應(yīng)式為：O2+2CO2+4e-=2CO32-；石墨Ⅰ為負極，用總的方程式減去正極即可得到，電極反應(yīng)式為：H2+CO32--2e-=CO2+H2O。

看圖我們知道右邊是電解池，石墨Ⅱ為正極，與之相連的Pt為陽極，該極發(fā)生氧化反應(yīng)，又是在無水體系條件下，所以電極反應(yīng)式為：（寫此反應(yīng)遵循原子守恒和電荷守恒）。