Question

请简述高中化学中电化学要掌握哪些重点？

Answer 1

　一、电化学四极
　　
　　正负极是根据物理学上的电位高低而规定的，多用于原电池。正极电位高，是流入电子(外电路)的电极；负极电位低，是流出电子(外电路)的电极。
　　
　　阴阳极是化学上的规定，多用于电解池或电镀池。阳极是指发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。
　　
　　二、电化学中四个池子
　　
　　1．原电池：化学能转化为电能的装置，除燃烧电池外，一般有活泼金属组成的负极。
　　
　　2．电解池：电能转化为化学能的装置。
　　
　　3．电镀池：应用电解原理在某些金属表面镀上一层新的金属的装置，镀层金属接电源正极，待镀金属的物件接电源负极，电镀液含有镀层金属离子。
　　
　　4．电解精炼池：应用电解原理提纯某些金属的装置，待提纯的金属接电源正极，该金属的纯净固体接电源负极，电解液含有待提纯金属的阳离子。
　　
　　三、原电池电极的四种判断方法
　　
　　1．根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
　　
　　2．根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
　　
　　3．根据原电池的反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况，推断该电极是H 还是OH－或I－等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性，是H 放电导致c(OH－)＞c(H )，H 放电是还原反应，故这一极为正极。
　　
　　4．根据两极现象判断：溶解或质量减少的一极为负极，质量增加或有气泡产生的一极为正极。
　　
　　四、电解的四种类型
　　
　　1．只有溶质发生化学变化
　　
　　如用惰性电极电解CuCl2溶液、HCl溶液：
　　
　　CuCl2 Cu Cl2↑；2HCl 2H2↑ Cl2↑
　　
　　2．只有水发生化学变化
　　
　　如惰性电极电解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液的电极反应均为：
　　
　　2H2O 2H2↑ O2↑
　　
　　3．溶质、水均发生化学变化
　　
　　如惰性电极电解CuSO4溶液：2CuSO4 2H2O2H2SO4 2Cu O2↑
　　
　　惰性电极电解NaCl溶液：2NaCl 2H2O 2NaOH H2↑ Cl2↑
　　
　　4．溶质和水均未发生化学变化
　　
　　如铁器上镀铜，阳极铜棒：Cu—2e－=Cu2 ，阴极铁器：Cu2 2e－=Cu
　　
　　五、书写电极反应的四原则
　　
　　1．加和性原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个反应式之和，若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。
　　
　　2．能否共存原则：因为物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同，所以电极反应式必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H 参加反应；当电解质溶液成酸性时，不可能有OH—参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式：CH4 10OH－—8e－=CO32－ 7H2O；正极反应式：2O2 4H2O 8e－=8OH－。
　　
　　3．加氧失氧原则：加氧时，就在反应物中加H2O(电解质为酸性时)或OH—(电解质溶液为碱性或中性时)；失氧时，就在反应物加H2O(电解质为碱性或中性时)或H (电解质为酸性时)。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其总反应式为：Zn Ag2O H2O=2Ag Zn(OH)2，负极Zn→Zn(OH)2，根据加氧原则，负极反应式为：Zn 2OH－—2e－=Zn(OH)2；正极Ag2O→Ag，根据失氧原则，正极反应式为：Ag2O H2O 2e－=2Ag 2OH－。
　　
　　4．中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液环境中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。
　　
　　六、电解原理的四种用途
　　
　　1．电解饱和食盐水制氯气、氢氧化钠(氯碱工业)。
　　
　　2．电解法冶炼活泼金属(Na、Al、Mg)等。
　　
　　3．电镀。
　　
　　4．电解精炼铜。