2018高中化学第四章电化学基础章末总结导学案新人教版选

第四章电化学基础章末总结

[学习目标定位] 1.会判断原电池的正、负极。2.会正确书写原电池的电极反应式。3.会正确区分判断原电池和电解池。4.熟知电解的规律及其应用。

一图解原电池正、负极的判断方法

原电池中电极的判断角度如下所示：

特别提示判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高、发生氧化反应的一极为负极，化合价降低、发生还原反应的一极为正极。

【例1】甲、乙两位学生想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如下图所示。

(1)如果甲、乙同学均认为若构成原电池的电极材料都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼，则甲会判断出________的活动性更强，而乙会判断出________的活动性更强。(填元素符号)

(2)由此实验，可得到哪些正确的结论？________(填字母)。

A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质

B.镁的金属性不一定比铝的金属性强

C.该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值

D.该实验说明化学研究的对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析

(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极”的做法

________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正、负极的可行的实验方案：______________________________________(如可靠，此空可不填)。

解析本题采用相同金属材料和不同电解质溶液进行原电池反应，并得出有关结论。解题时，应首先分析并写出两个原电池的电极反应式，可以发现，在NaOH溶液作电解质溶液的装置中，镁片不与碱反应，无法失去电子作负极，负极应该是铝片，从而进一步确定原电池反应都是自发进行的氧化还原反应。在确定“直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极”的做法不可靠之后，要设计可行方案，就必须根据氧化还原反应的实质(有电子得失)，结合实验装置，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子的流动方向，再确定原电池的正、负极。

答案(1)Mg Al (2)AD

(3)不可靠将两种金属连上电流表后插入电解质溶液中，构成原电池，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子的流动方向，由此确定原电池的正、负极

二原电池电极反应式的书写规律和方法

1.根据装置书写电极反应式

(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。

(2)负极反应式的书写

①首先判断在正极发生反应的物质：当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。

②然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。

③燃料电池的正极反应式

电解质是碱性或中性溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，

电解质是酸性溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

(4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。

2.根据总反应式书写电极反应式

如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。

以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下：

(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应式为2H2－4e－===4H＋。

(2)根据电解质溶液为碱性，与H＋不能大量共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式中，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。

(3)用总反应式2H2＋O2===2H2O减去负极反应式得正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

3.可充电电池电极反应式的书写

在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。

(1)原电池的负极发生氧化反应，对应元素化合价升高。

(2)原电池的正极发生还原反应，对应元素化合价降低。

【例2】氢氧燃料电池的工作原理如下图所示。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：

(1)酸式电池的电极反应：

负极：_____________________________________________________________________，正极：_____________________________________________________________________；电池总反应：_______________________________________________________________；电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(2)碱式电池的电极反应：

负极：_____________________________________________________________________，正极：_____________________________________________________________________；电池总反应：_______________________________________________________________；电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。