電化學包括電解池、原電池兩部分內容,是人教版選修4的重要內容,電解及原電池的原理與概念是近年高考的高頻考點之一。這兩部分的原理及概念很易混淆。如何區分、牢記電解池及原電池的原理,一直是同學們頭痛的問題。下面就談一下如何通過朗朗上口的韻語,記憶電化學的有關概念與原理。
一、電解池。電解池與原電池的明顯區別是有無外接電源。有外接電源的是電解池,無外接電源的是原電池。電解池分陰、陽極。電源的正極相接的是電解池的陽極(諧音記為鄭和下西洋)。陽極失電子,發生氧化反應。(諧音為痒痒),陰極得電子 ,發生還原反應(諧音為銀耳環)。在外電路,電子從陽極流出,流入陰極。內電路,陰離子移向陽極,陽離子流向陰極(陰、陽相吸)。陽極若是惰性電極,陽極的產物一般是氧氣或滷素,陰極的產物一般是氫氣或金屬。(陽極出氧、滷,陰極氫金屬)。
通過韻語記憶法,就把電極的名稱的判斷方法(諧音記為「鄭和下西洋」),電極反應(諧音為「痒痒」、「銀耳環」、電極產物「陽極出氧、滷,陰極氫金屬」,離子流向「陰、陽相吸」輕鬆的記好了。
溶液中陰離子的放電順序是個重點知識,也易忘,還原性的大小為S2->SO32- >I- >Br- >Cl- 諧音記為留、留點鐵鏽變綠了,長久不忘。
二、原電池。(一)原電池中組成條件:原電池的組成條件有三個,1、正負兩個電極。負極是相對活潑金屬材料,諧音記為《復活》,(託爾斯泰的偉大作品)、電解質溶液,3、閉合迴路。
(二)、原電池的原理:1、電極反應:負極失電子,發生氧化反應。(諧音為「撫養」),正極得電子,發生還原反應(諧音為「甄嬛)」。2、電子流向:電子從負極流出,(諧音「付出」),流入正極。3、離子流向:陰離子流向負極(諧音「音符」),陽離子移向正極。
(三)、電極現象:負極溶解而變細(諧音「 複習」),正極變粗或有氣泡放出。(諧音「正氣」
通過諧音,就把電極名稱與電極材料的關係《復活》,電極名稱與電極反應的關係「撫養」「甄嬛)」,電極名稱與電子流向的關係「付出」,電極名稱與離子流向的關係「音符」,電極名稱與電極現象的關係「複習」「正氣」,巧妙的記憶。
這樣,我們就能準確的,迅速的,牢固的記住電化學的原理及概念,也便於快速的提取知識。這樣節省記憶時間,提高解題效率。同學們,你是不是已經記住了曾經讓你頭痛的電化學的原理與概念。
下面我們通過解題實戰,檢測一下我們學習的效果吧。
例1、銅鋅原電池裝置如圖所示,其把a、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀中,用導線兩兩相連,可以組成各種原電池.若a、b相連,a為負極;c、d相連,c為負極;a、c相連,c為正極;b、d相連,b為正極,則這四種金屬的活動性由強到弱的順序為
.
答案:a>c>d>b
解:若a、b相連時,a為負極,《復活》,即負極是活潑性強金屬,金屬活動性順序;
c、d相連,c為負極,所以金屬的活動性順序;a、c相連,c為正極,a是負極,所以金屬的活動性順序;b、d相連時,b是正極,d是負極,所以金屬的活動性順序;則金屬活動性順序為:,例2、銅鋅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關敘述不正確的是( )
E、鋅電極上發生了氧化反應:
F、電流由銅電極經電流表流向鋅電極
G、SO42-由乙池通過離子交換膜向甲池移動
H、電池工作一段時間後,乙池溶液的總質量增加
答案是C
解:A.由上圖可以知道,Zn比Cu活潑,《復活》,Zn為負極,「撫養」即負極Zn發生氧化反應。A正確 B「付出」,電子從負極Zn流出,電子的方向與電流方向相反,電流從正極銅經過導線流向負極鋅極,故B正確;
D. 「音符」,陰離子向負極區甲移動,但陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,故SO42- 不能通過陽離子交換膜。C錯誤。D.隨反應進行,甲池中的通過陽離子交換膜進入乙池,以保持溶液呈電中性,進入乙池的與放電的的物質的量相等,而Zn的摩爾質量大於Cu,故乙池溶液總質量增加,所以D選項是正確的,所以選C
例3、三室式電滲析法處理含廢水的原理如圖所示,採用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的和可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。
下列敘述正確的是( )。
A: 通電後中間隔室的離子向正極遷移,正極區溶液增大
B: 該法在處理含廢水時可以得到和產品
C: 負極反應為,負極區溶液降低
D: 當電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5molO2的生成
解析:B項,直流電場的作用下,兩膜中間的和可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室,通電時,氫氧根離子在陽極區放電生成水和氧氣,考慮電荷守恆,兩膜中間的硫酸根離子會進入正極區,與氫離子結合成硫酸;氫離子在陰極得電子生成氫氣,考慮電荷守恆,兩膜中間的鈉離子會進入負極區,與氫氧根離子結合成氫氧化鈉,故可以得到和產品,故B項正確;
A項,陰離子向陽極(即正極區)移動,氫氧根離子放電減小,故A項錯誤;
C項,負極即為陰極,發生還原反應,氫離子得電子生成氫氣,故C項錯誤;
D項,每生成1mol氧氣轉移4mol電子,當電路中通過1mol電子的電量時,會有的0.25mol的O2生成,故D項錯誤
綜上所述,本題正確答案為B。