1、【金版學(xué)案】2014-2015學(xué)年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末知識整合 新人教版選修4 專題一原電池和電解池的知識比較特別提示：原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律（1）若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷。主要思路是“三看”：先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同；再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中；后看回路：形成閉合回路或兩極接觸。（2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池，其余情況為電解池。(雙選)在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是()A原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反

2、應(yīng)B原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)C原電池負(fù)極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)D原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)解析：原電池的負(fù)極和電解池的陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng)。原電池的正極和電解池的陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)。答案：BC跟蹤訓(xùn)練1某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl2Ag=2AgClH2能進(jìn)行，設(shè)計了下列四個實驗，如下圖所示，你認(rèn)為可行的方案是()解析：要使反應(yīng)2HCl2Ag=2AgClH2能進(jìn)行，只能通過電解裝置來實現(xiàn)。B是原電池裝置(Fe作原電池的負(fù)極，Ag作原電池的正極)，其總反應(yīng)為Fe2HCl=FeCl2H2；D不是原電池，也不是電解池；A是電解裝置，但Ag連接在電源的負(fù)極上，不會溶解，其實質(zhì)是電解鹽酸

3、：2HClH2Cl2；C是電解裝置，與電源正極連接的Ag失去電子：Age=Ag，產(chǎn)生的Ag立即與溶液中的Cl結(jié)合生成AgCl：AgCl=AgCl，溶液中的H從與負(fù)極連接的Ag上獲得電子產(chǎn)生H2：2H2e=H2，其總反應(yīng)為：2HCl2Ag2AgClH2。答案：C專題二有關(guān)電化學(xué)的計算1原電池和電解池的計算常涉及的問題(1)兩極產(chǎn)物的定量計算；(2)溶液pH的計算pHlgc(H)；(3)相對原子質(zhì)量的計算和阿伏加德羅常數(shù)的值的測定；(4)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的量求產(chǎn)物的量或根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的量。2常用的三種方法(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類型的計算

4、，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等；(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算；(3)根據(jù)關(guān)系式計算：借得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。如串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等，即電路中通過的電量(電子總數(shù))相等。通常存在下列物質(zhì)的量關(guān)系：H2Cl2O2Cu2Ag2H2OH。3步驟(1)根據(jù)現(xiàn)象或其他條件(如果是電解池，可以根據(jù)與電源正負(fù)極的連接情況)，準(zhǔn)確判定電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的類型和電極名稱；(2)準(zhǔn)確寫出電極反應(yīng)式；(3)根據(jù)題目所給條件和所要求解的問題，使用上述合適的方法建立等量關(guān)系求解。用惰性電極電解一定濃

5、度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為()A0.1 molB0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：電解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式為：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，從上述方程式可以看出，電解前后只有銅和氧的改變，電解后加入CuO就可以使溶液恢復(fù)原來的狀態(tài)。但本題提示加入Cu(OH)2后溶液恢復(fù)為原來的狀態(tài)，說明電解過程中不僅硫酸銅被電解，而且有水被電解(因為硫酸銅被電解完全)。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol的CuO和0.1 mol H2O，因此電解

6、過程中有0.1 mol的硫酸銅和0.1 mol的水被電解，共有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。答案：D跟蹤訓(xùn)練2用兩支惰性電極插入500 mL的AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH由6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，則電極上析出銀的質(zhì)量是()A27mgB54mgC108mg D216mg解析： 陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4Ag4e=4Ag總的電解反應(yīng)式：4Ag2H2O4AgO24H不難推導(dǎo)出：用惰性電極電解AgNO3溶液時，發(fā)生的反應(yīng)為：4AgNO32H2O4AgO24HNO3因為有HNO3生成，所以pH要變小。生成HNO3的物

7、質(zhì)的量為(103106)0.50.5103mol，所以析出銀的質(zhì)量為0.5103 mol108 g/mol54mg。答案：B專題3關(guān)于“電解問題的解題步驟”問題1明確電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極：得電子，還原反應(yīng)。(一般)電極本身不參加反應(yīng)；一定是電解質(zhì)溶液中陽離子“爭”失電子。(2)陽極：失電子，氧化反應(yīng)。若為金屬(非惰性，Au、Pt除外)電極，電極失電子；若為惰性電極，電解質(zhì)溶液中陰離子“爭”失電子。2準(zhǔn)確判斷離子放電順序離子的放電順序主要取決于離子本身，還與離子的濃度、溶液的酸堿性有關(guān)。(1) 陽離子放電順序 上述順序表明在金屬活動性順序中，越活潑的金屬，其陽離子越難結(jié)合電子，但Fe3氧化性較

8、強(qiáng)，排在Cu2之前。(2) 陰離子放電順序若是活潑金屬陽極，因金屬失電子能力強(qiáng)，陽極反應(yīng)則是電極材料本身失電子被氧化，而不是陰離子放電。3聯(lián)系分析電解問題的基本思路模式(1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H和OH)。(2)通電時，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電。(3)寫電極反應(yīng)式，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、 pH的變化等。4判斷電解后溶液pH變化的方法根據(jù)原溶液的酸、堿性和電極產(chǎn)物即可對電解后溶液pH的變化作出正確的判斷，其方法如下：(1)若電極產(chǎn)物只有H2而無O2，則pH變大。(2)若電極產(chǎn)物

9、只有O2而無H2，則pH變小。(3) 若電極產(chǎn)物既有O2又有H2，原溶液呈酸性則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性則pH不變。用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，符合題意的一組是()組號XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體解析：電解NaCl溶液時，2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，顯然加H2O不能恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，應(yīng)通入適量HCl氣體。電解CuSO4溶液時，SO物質(zhì)的量沒變，加CuSO4溶液也不能復(fù)原。電解H2SO4實質(zhì)是電解水，再加入適量水

10、，可使H2SO4溶液復(fù)原。Ag作陽極、Fe作陰極電解AgNO3溶液，實質(zhì)是Fe鍍銀，AgNO3溶液濃度不變，不需加AgNO3晶體。答案：C名師點睛：電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解時，大致分三種情況：電解質(zhì)本身被電解；溶劑水被電解；電解質(zhì)和水同時被電解。因此要使電解后的溶液恢復(fù)原狀，必須根據(jù)電解的化學(xué)反應(yīng)原理來確定。同學(xué)們可記為：“出去什么就加什么”。跟蹤訓(xùn)練3用惰性電極電解CuSO4溶液，當(dāng)Cu2濃度下降至一半時停止通電，要想使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入的物質(zhì)是()ACuSO4BCuOCCu(OH)2 DCuSO45H2O解析：答案：B專題4元素金屬性強(qiáng)弱判斷的依據(jù)元素的金屬性是指元素的原子失電子能

11、力，判斷元素金屬性強(qiáng)弱，主要可從以下幾方面來判斷。1依金屬活動順序表判斷金屬活動順序表中，一般位置越后的金屬，金屬性越弱，原子的還原性越弱。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬單質(zhì)的活動性減弱，元素的金屬性也減弱。例外：金屬活動性：SnPb，但元素的金屬性：PbSn。2依元素周期表判斷(1)同一周期，從左到右：原子的還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強(qiáng)；其對應(yīng)的離子的氧化性逐漸增強(qiáng)，還原性逐漸減弱。(2)同一主族，從上到下：原子的還原性逐漸增強(qiáng)，氧化性逐漸減弱；其對應(yīng)的離子的氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)。3根據(jù)金屬原子失電子吸收的能量判斷元素

12、的原子或離子得到或失去電子時必然伴隨著能量的變化，就金屬原子失電子而言，在一定條件下，失電子越容易，吸收的能量越少，失電子越難，吸收的能量越多，故根據(jù)金屬原子在相同條件下失電子時吸收能量的多少可判斷金屬元素的金屬性強(qiáng)弱。4根據(jù)元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱判斷如堿性：LiOHNaOHKOHRbOH，則有還原性大小關(guān)系為：LiNaKRb。再如：NaOH為強(qiáng)堿，Mg(OH)2為中強(qiáng)堿，Al(OH)3為兩性氫氧化物，則金屬性強(qiáng)弱順序為：NaMgAl。5根據(jù)金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出氫的難易判斷與水反應(yīng)越易、越劇烈的金屬單質(zhì)，其原子越易失電子，該金屬活潑性越強(qiáng)，如Na與冷水劇烈反應(yīng)，Mg與熱水

13、反應(yīng)，與冷水不反應(yīng)，Al與熱水反應(yīng)很慢，則金屬性：NaMgAl。Fe與稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣，Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，則金屬性：FeCu。6依電化學(xué)中電極來判斷(1)就原電池而言：負(fù)極金屬是電子流出的極，正極金屬是電子流入的極，其還原性：負(fù)極正極。(2)就電解而言：電解過程中離子放電情況為：陰極：AgHg2Cu2(氧化性)，則元素金屬性與之相反。7根據(jù)物質(zhì)間的置換反應(yīng)來判斷氧化還原反應(yīng)總是向著氧化劑的氧化性和還原劑的還原性減弱的方向進(jìn)行，即氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑還原產(chǎn)物。如比較鐵和銅的金屬性強(qiáng)弱時，可將鐵片放入硫酸銅溶液中，若鐵片表面上生成單質(zhì)銅(FeCu2=Fe2Cu)，則金屬性：FeCu。(雙選題)有X、Y、Z、W四種金屬，當(dāng)它們兩兩組成原電池的電極時，X均為正極；把這四種金屬混合物放入足量的稀H2SO4中，只有Y、Z溶解；在濾液中加入過量的稀NaOH溶液時，得到含Z的沉淀，則這四種金屬的活動性由弱到強(qiáng)的順序可能是()AXWYZ BXWZYCWZYX DWYZX解析：由形成原電池時，X均作正極，可推知X的活動性最差；由金屬與稀H2SO4反應(yīng)的情況可知Y、Z的活動性均強(qiáng)于W、X；在濾液中加入過量稀NaOH溶液，只得含Z的氫氧化物沉淀，無法判定Y、Z的活動性順序。如Y是Na，Z是Fe符合條件；Y是Mg，Z是Al也符合條件。答案：AB跟蹤訓(xùn)練4. X、Y、Z、M代表四種金屬