肖歡
從近幾年的高考化學試題可以看出,電化學知識是必考點,選擇題是主要的考查方式,有時也會融合于填空題或實驗題中,主要考查微粒的移動方向、電極反應式的書寫、電極產物的判斷、電極酸堿性的判斷等.雖然每年的高考化學試題對此知識點的命題形式、問題的設置方式、能力要求等都在不斷創新,但考查的內容基本不變,只要遵循一定的解題策略就可高效率地解答試題.
一、電池屬性的判斷
在解答電化學試題時首先要準確判斷所給電池是電解池還是原電池,這是解答此類試題的基礎和前提,可為解答試題提供正確的方向,需要學生在平時的學習中掌握電解池和原電池的聯系與區別.最直觀的判斷方式是看所給電池是否有外加電源,有外加直流電源的是電解池,無外加電源的是原電池,即電解池無法自發進行工作,而原電池可自發進行工作;在原電池中,兩個電極是活潑性不同的兩個金屬電極或一極金屬與一極非金屬.在原電池和電解池中發生的都是氧化還原反應,都是由導線連接成的閉合電路,兩種電池中都有電解質溶液或熔融電解質.在能量的轉化方面,由化學能轉化為電能的電池是原電池,由電能轉化為化學能的電池是電解池.
二、電池電極的判斷
電化學的考查內容中往往涉及電池電極的判斷,屬于高考化學中必考的知識點.原電池和電解池中發生的反應都是氧化還原反應,可根據氧化反應原理判斷兩種電池的兩個電極.在原電池中,發生還原反應的電極為原電池的正極,在反應中得到了電子,在外電路即導線上是電子流入的電極,在內電路即溶液中是陽離子聚集的電極,如銅鋅原電池中不活潑金屬銅的電極;發生氧化反應的電極為原電池的負極,在反應中失去電子,在外電路即導線上是電子流出的電極,在內電路即溶液中是陰離子聚集的電極,如銅鋅原電池中活潑金屬鋅的電極.在電解池中,與電源負極相連的電極為電解池的陰極,發生的是還原反應,在反應中得到電子,在外電路即導線上電子的流向是由負極向陰極移動,在內電路即溶液中是陽離子聚集的電極,如電解氯化銅溶液時產生金屬銅的電極;與電源正極相連的電極為電解池的陽極,發生的是氧化反應,在反應中失去電子,在外電路即導線上電子的流向是由陽極向正極移動,在電路及溶液中是陰離子聚集的電極,如電解氯化銅溶液時產生氣體氯氣的一極.由此,我們在判斷電池的電極時可根據兩極的材料、電子的流向、溶液中離子的移動方向、電極發生反應的類型、兩極產生的現象等進行判斷,如有O2生成的電極一般是電解池的陽極,有H2生成的電極一般是電解池的陰極.
三、電極反應式的書寫
在高考化學試題中,電極反應式的書寫基本是必考的內容,也是學生學習的重點和難點.在書寫原電池的電極反應式時,首先,在準確判斷正負極的基礎上,明確兩個電極上的反應物和產物,根據電子得失守恒原理標出電子的得失情況;其次,在書寫正負極的電極反應式時還要判斷負極區產生的陽離子能否與電解質溶液中存在的陰離子共存,不共存時要把陰離子寫入負極的電極反應式中,在正極上有O2生成,若電解質溶液呈酸性時,則在正極的電極反應式中要加入H+,若電解池中溶液呈中性或堿性時,則在正極的電極反應式中要加入H2O;最后,原電池的總反應式為正、負極反應式的相加,只要知道總反應式、正極反應式和負極反應式中的兩個反應式即可求出另一個反應式,因此,我們可先寫出較容易的兩個反應式,然后根據相加或相減得出另一個反應式.
四、電極產物的計算
高考中考查電極產物的計算,一般是計算某產物的質量、產生的氣體的體積、參加反應的化合物的化合價、反應前后電解質溶液或電極附近的pH、參加反應的某物質的物質的量濃度等.如果學生能準確判斷電池電極及書寫電極反應式,則很容易便可得出正確的結果.在計算的過程中常用的方法有電子守恒法、總反應式法和關系式法,在電解池和原電池串聯的電池中常使用電子守恒法,關系式法則是比較簡單和常用的方法,不需要寫出詳細的電極反應式,只要根據電子得失守恒列出物質的量之間的關系式即可.
電化學是每年高考化學的熱點,考查的形式和內容基本保持不變,只要我們能正確判斷出電池是屬于電解池還是屬于原電池,能準確推斷出原電池的正負極和電解池的陰陽極,了解電池工作的原理是氧化還原反應,根據已知條件書寫出電極反應式,以及使用合理的方法進行有關計算,便可高效率地完成試題的解答,提高化學試題的得分.