高中化学第四章电化学基础章末知识整合新人教版选修4

1、【金版学案】2014-2015学年高中化学 第四章 电化学基础章末知识两个活泼，在不同的也吼者卤发逊行的氧化还原反应沛自负粮何化反应）极斑原反应i郎哥T-电解而将触反史的eI发进行的昌化辽原反化学电源二次电池受电区的作用在阻氧化还原工与也通和连典两伊电反形成条件守成闭合国路正极国力正应反应朦型新人教版选修4电解质溶液装宣特志=化学能特化为电能誓2电脑底祚液熙 移同耦工鬃逑工业,包薛沱粕食生水双取烙或、量皂、篆之工通电2、mCl+2 H£。2XaOH-H 1 - Cli t把念t应用电霹惇或在具也全属白句谟上L.军昙其他金盾式合金骋过程阴极电虢“电摄池彤戊晏件，2就星会思作阳极,电版波

2、中含有摭层金晶离子涛点:电遮过演.电混液的成.分不更生麦化祈氢感姓 吸我蔺拄化学寓地金周道恒电化学嬴技活牲阳风的梢极保护法 丁力之堂'I外5电调的田生保护法 ，金%的防护:可改变令居的内初凿构K £区护鼻?专题一原电池和电解池的知识比较原电池电解池定义将化学能转变成 电能的装置r将电能转变成化学能的装置装置举例cC1"7 cCuCl2形成 条件活动性不同的两电 极（连接或接触） 电解质溶液形成闭合回路 工有自发进行的氧化 还原反应两电极连接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路电极 名称 及判 断负极:较活泼金属正极:较不活泼的金属 （或能导电的非金属） （由电

3、极本身性质决 定）阳极：与电源正极相连 的极阴极:与电源负极相连的 极（由外加电源决定）电极反应负极：氧化反应，金属 失电子正极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子或 者氧气得电子阳极：氧化反应，溶液中 的阴离子失电子或电极 金属失电子阴极：还原反应溶液中 的阳离子得电子失厂沿导线传递工作原理仪化反应顺I Zn-2r =ZnJ|g不断溶解育电流 产生c 7同（还原反应而HfQi溶液）电子龙向h 主要 应用工金属的防护加快反应速率制造多种新的化学 电源工电罄食盐水（氯碱工业）电冶金（冶炼Na、Mg、Al）精炼铜电镀金属的防护实质使氧化还原反应中的 电子通过导线定向移 动形成电流使电流通过电解质溶液

4、 而在阴邛日两极引起氧化 还原反应的过程?特别提示：原电池、电解池、电镀池判定规律（1）若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断。主要思路先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；后看回路：形成闭合回路或两极接触。（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属 与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。倒（双选）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反 应的是（）A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原

5、电池负极和电解池阴极所发生的反应解析：原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。答案：BC?跟踪训练1.某同学为了使反应 2HCl+2Ag=2AgClJ+ Hk值归进行，设计了下列四个实验，如下图 所示，你认为可行的方案是 ()ARCD解析：要使反应 2HC1+2Ag=2AgClH2T能进行，只能通过电解装置来实现。B是原电池装置(Fe作原电池的负极，Ag作原电池的正极)，其总反应为Fe+2HCl=FeCb+H4; D不是原电池，也不是电解池； A是电解装置，但 Ag连接在电源的负极上，不会溶解，其实 诵由 .质是电解盐酸：2HCl=H4+ CI2

6、T; C是电解装置，与电源正极连接的Ag失去电子：Age=Ag ,产生的 Ag卡立即与溶液中的 C结合生成 AgClJ: Ag+Cl=AgCU,溶液中的 H +从与负极连接的 Ag上获得电子产生 H2:2H+2e=HT,其总反应为：2HC1+2Ag=2AgCl J + H4。答案：C专题二 有关电化学的计算1.原电池和电解池的计算常涉及的问题(1)两极产物的定量计算；(2)溶液 pH 的计算pH = lgc(H +);(3)相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定；(4)根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电子的量。2.常用的三种方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两

7、极产物、正负两极产物、相同电荷量 等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等；(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比 例式计算；(3)根据关系式计算：借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如串联电路中各电极得失电子数相等， 即电路中通过的电量(电子总数) 1+相等。通常存在下列物质的重关系：H2Cl 2QCu2Ag2H2OH。3.步骤(1)根据现象或其他条件(如果是电解池，可以根据与电源正负极的连接情况)，准确判定电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称；(2)准确写出电极反应式；(3)根据题目所给条件和所要求解的问题

8、，使用上述合适的方法建立等量关系求解。硼。用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH) 2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为()A. 0.1 mol B. 0.2 molC. 0.3 molD . 0.4 mol解析：电解硫酸铜溶椒的反应万程式为：2CuSO+ 2H2。=2Cu+ 2HSO+OT,从上述万程式可以看出，电解前后只有铜和氧的改变，电解后加入CuO就可以使溶液恢复原来的状态。 但本题提示加入 Cu(OH)2后溶液恢复为原来的状态，说明电解过程中不仅硫酸铜被电解，而 且有水被电解(因为硫酸铜被电解完全)。

9、0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol的CuO 0.1 mol H2O,因此电解过程中有 0.1 mol的硫酸铜和0.1 mol的水被电解，共有 0.4 mol电子 发生转移。答案：D?跟踪训练2.用两支惰性电极插入 500 mL的AgNO溶液中，通电电解。当电解质溶液的 pH由6.0 变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出， 且电解液在电解前后体积变化可以忽略 )，则电极 上析出银的质量是()A. 27mg B. 54mgC. 108mg D . 216mg解析： 阳极：4O口 4e-=O 忏 2H2OD阴极：4Ag + 4e =4Acg2). 一、一由僚百 .总的电解反应式

10、： 4Ag +2HO=4Ag8 QT+ 4H八厂， _ , , , _ , 电解 .不难推导出：用惰性电极电解 AgNO溶放时，发生的反应为：4AgNO+ 2HaO=4Ag+C2T+ 4HNO因为有HNC生成，所以pH要变小。生成 HNC的物质白勺量为(10 3- 10 6) >0.5 -0.5 X103mol,所以析出银的质量为0.5 M。3 mol M08 g/mol = 54mg答案：B专题3关于电解问题的解题步骤”问题1 .明确电极反应规律(1)阴极：得电子，还原反应。(一般)电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子争”失电子。(2)阳极：失电子，氧化反应。若为金属(非惰性，

11、Au、Pt除外)电极，电极失电子；若为惰性电极，电解质溶液 中阴离子争”失电子。2 .准确判断离子放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子本身，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序Ag+,F、+、H一y II (水溶液中只考虑此部分IP¥+、Sn- I占 +.AT + 二小，Ca二十.K'(浓度很大时排在H十前)(只在熔化状态下放电)上述顺序表明在金属活动性顺序中，越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但Fe3+氧化性较强，排在 CiT之前。(2)阴离子放电顺序宇一二BL .CL、OH-NOT .50； JCOl、F一 -(水溶液中只考虑此部分y若是活泼金属阳极，

12、因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化， 而不是阴离子放电。3 .联系分析电解问题的基本思路模式(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的 4和OH)。(2)通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、 离子浓度的变化、pH的变化等。4 .判断电解后溶液 pH变化的方法根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下：(1)若电极产物只有 H2而无Q,则pH变大。(2)若电极产物只有 Q而无H2,则pH变小。(3)若电极产物

13、既有 O2又有H2,原溶液呈酸性则 pH变小，原溶液呈碱性则 pH变大, 原溶液呈中性则pH不变。初勤用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入 W能使溶液恢复 到电解前的状态，符合题意的一组是()组号XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSOCuSO溶液CCCH2SOH2ODAgFeAgNOAgNO晶体解析：电解 NaCl溶液时，2NaCl+2H2O=2NaOHF CI2T+ HT,显然加 H2O不能恢复到 电解前的状态，应通入适量HCl气体。电解 CuSO溶液时，SCT物质的量没变，力口 CuSO溶液也不能复原。电解 H2SO实质是电解水，再加入适量水，可使H2SQ溶液复

14、原。Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO溶液，实质是Fe镀银，AgNO溶液浓度不变，不需加 AgNO晶体。答案：C名师点睛：电解质溶液进行电解时，大致分三种情况：电解质本身被电解；溶剂水被电解；电解质和水同时被电解。因此要使电解后的溶液恢复原状，必须根据电解的化学反应原理来确定。同学们可记为：出去什么就加什么?跟踪训练3.用惰性电极电解 CuSO容液，当CuT浓度下降至一半时停止通电，要想使CuSO容液恢复原浓度，应加入的物质是()A. CuSOB. CuOC. Cu(OH)2 D . CuSO 5屋O电解解析：发生的电解池反应/;2CtiSOd +2HzQ2Cu十+2H?SOd ,电解过程中C

15、lSO4溶液密演夹2个Cu原 干，就损失2个。麻子，柏哥于损失一个。壮口，为了使 CuSCk溶液，恢复原表度应加入Cud当然也可以加入 CuCG,但绝不 噩加入 Cl(OH)z.Clz COH)2CO3,因为 CmCQ + He55 =CuSO4 + CQ 十 + H:0t 相当 于加 CuO,而 Cu (OH)： + HeSOi CuS。* + 2生。、Guz(QH)zCOj+ 2HjSOi 2CcSO4 + COz f +3H0& 除增加溶质外还增加了水，故不能选.答案：B专题4元素金属性强弱判断的依据元素的金属性是指元素的原子失电子能力，判断元素金属性强弱，主要可从以下几方面来判

16、断。1 .依金属活动顺序表判断金属活动顺序表中，一般位置越后的金属，金属性越弱，原子的还原性越弱。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱。例外：金属活动性：Sn>Pb,但元素的金属性： Pb>Sn。2 .依元素周期表判断(1)同一周期，从左到右：原子的还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强；其对应的离子的 氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。(2)同一主族，从上到下：原子的还原性逐渐增强，氧化性逐渐减弱；其对应的离子的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。3 .根据金属原子失电子吸收的能量判断元素的原子或离子得

17、到或失去电子时必然伴随着能量的变化，就金属原子失电子而言， 在一定条件下，失电子越容易，吸收的能量越少，失电子越难，吸收的能量越多，故根据金 属原子在相同条件下失电子时吸收能量的多少可判断金属元素的金属性强弱。4 .根据元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱判断如碱性：LiOH v NaOHc KOH: RbOH则有还原性大小关系为：Li < Nav Kc Rb。再如：NaOH强碱，Mg(OH»为中强碱，Al(OH) 3为两性氢氧化物，则金属性强弱顺序为:Na> Mg> Al。5 .根据金属单质与水或酸反应置换出氢的难易判断与水反应越易、越剧烈的金属单质，其原子越易

18、失电子，该金属活泼性越强，如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，与冷水不反应， Al与热水反应很慢，则金属性： Na> Mg> Alo Fe与稀盐酸反应放出氢气， Cu与稀盐酸不反应，则金属性： Fe>Cu。6 .依电化学中电极来判断(1)就原电池而言：负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极，其还原性： 负极正极。(2)就电解而言：电解过程中离子放电情况为：阴极：Ag+>Hg2+>Cif(氧化性)，则元素金属性与之相反。7 .根据物质间的置换反应来判断氧化还原反应总是向着氧化剂的氧化性和还原剂的还原性减弱的方向进行，即氧化性： 氧化剂氧化产物； 还原性：还原剂还原产物。 如比较铁和铜的金属性强弱时，可将铁片放入硫酸铜溶液中，若铁片表面上生成单质铜(Fe + Cu2+=FT+Cu),则金属性：Fe> Cu。硼师(双选题)有又Y、Z、W/四种金属，当它们两两组成原电池的电极时，X均为正极；