高考化学基于阶段目标达成的电化学基础单元复习

高考化学基于阶段目标达成的电化学基础单元复习

高考化学基于阶段目标达成的电化学基础单元复习 ‎　‎ 以“电化学复习”为关键词在“中国知网”搜索结果有50条记录，其中23篇的题目中含有“电化学”，研究的都是“高三备考复习的策略”，虽然对学生的困难分析深入，解决问题的策略独特，但是重点都是研究如何提高学生对知识的综合运用能力和解题技巧，与现在单元复习的目标不同。‎ 根据《化学课程标准》和“学业评价标准” 对本章的要求和说明，考虑到该板块的复习基本有四次：单元复习、模块复习、高三第一轮复习、高三专题复习，每阶段复习的目标定位要准确，逐层递进，螺旋式上升，引领学生巩固基础，深化理解，学会应用。通过练习、测试的反馈，还有与学生的讨论，发现学生的思维障碍点主要是：‎ 1、 对氧化还原反应的基本概念遗忘或不熟练，影响对电极反应本质的判断（出错或慢）‎ 2、 原电池、电解池的概念相似性高，区分不清造成混乱。‎ 3、 不能从物质的氧化性、还原性强弱判断电极反应物。‎ 4、 对双液原电池的盐桥理解不准确，与原电池、电解池串联装置中连接电极的导线混淆 5、 电极反应书写中出现表示得失电子、得失电子数值、电荷守恒配平、电解质与电极反应产物反应的考虑等错误 6、 电化学装置中微粒（电子、离子）的移动方向的判断，装置中离子浓度变化的判断和计算。‎ 7、 对陌生的原电池装置找不到“自发的氧化还原反应”，影响对装置工作原理的理解。‎ 8、 对分析电化学装置的思路不清楚或不熟练。‎ 第一阶段——例题，小结：先理清化学概念、原理、用语、实验等陈述性知识，这是解决问题的基础；然后明确解决问题的程序。解决同一类问题往往有固定的程序。这个程序告诉你“怎么做、怎么想”，它告诉你如何从已知状态向目标状态转化。第二阶段——精练：通过强化练习促使陈述性知识向程序性知识转化。教师要多留时间给学生思考，多听学生的思考，多让学生分析。“产生式”不仅靠教师总结，更需要学生概括、领悟。‎ 在本单元复习中，主要目标是梳理知识、认识典型、巩固基础，深化理解、熟练思路，学会应用。‎ ‎【环节一】：以教材素材重组装置为例，辨析典型装置，巩固分析电化学装置的程序，熟悉典型电极反应书写。‎ ‎【例题1】观察以下电化学装置示意图。‎ A G Zn Fe H2SO4‎ D G Fe C NaCl G C Fe C NH4Cl B G Zn C CuSO4‎ E Fe C NaCl F Fe C NaCl H C Cu CuSO4‎ G C C CuSO4‎ ‎ ‎ 1、 填写表格，请注意表格内容的先后。‎ 表一 装置 总反应 ‎（用双线桥表示元素化合价的变化）‎ 电极材料 电解质/溶液 ‎（阴阳离子）‎ 电极反应 类别 序号 A B C D 表二 装置 电源与电极的关系 电极材料 电解质/溶液 ‎（阴阳离子）‎ 电极区物质的氧化性、还原性顺序 电极反应 总反应 类别 序号 E F G H ‎2、填空 ‎ （1）装置C中石墨电极（C）上的现象 ，结合平衡移动原理解析和电极方程式解析产生该现象的原因： 。‎ ‎ （2）装置D是铁合金的 腐蚀，电化学反应后在溶液中继续发生的反应是： 。以上装置中对于铁能实现“牺牲阳极的阴极保护”的是： ，属于“外加电流的阴极保护法”的是 。‎ ‎ （3）装置E工作一段时间后分别在两电极附近滴加1～2滴酚酞溶液，现象是： ，结合平衡移动原理解析和电极方程式解析产生该现象的原因： ，‎ 总反应的离子方程式是 。‎ ‎ （4）装置G工作一段是间后的现象是： ，溶液的pH (变大、变小、不变、不能确定)。‎ ‎ （5）装置H的作用是： ；若把装置更改为实现“粗铜精炼”（粗铜中含有少量Zn、Fe、Ag和石墨），则阳极反应 ，阴极反应 ，溶液中c(Cu2+) 。‎ ‎（6）冶炼金属钠可以在装置E中把 改为 ，反应方程式是： 。‎ ‎【小结】1、熟练的典型电化学模型 ‎ 2、根据表格内容，形成分析电化学装置的基本流程 ‎3、原电池是基于“自发的氧化还原反应”而设计的把化学能转化为电能的装置，所以正反应物是氧化性较明显的物质（如Ag+ 、Fe3+ 、Cu2+、 H+ 、氧气、氯气、MnO2等）负极都是还原性比较强的物质（如金属、氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等）。‎ ‎4、电解池的电源是强大的氧化剂和还原剂，使“非自发的氧化还原反应”得以发生，实现电能转化为化学能的装置。所以阴、阳极的反应物可以是氧化性不强的物质（如Na+ 、Al3+）和还原性不强的物质（如Cl-、OH-）‎ ‎5、无论是原电池还是电解池，在电极上放电的顺序都是“先强后弱”‎ ‎【精练】‎ ‎1.某同学为了使反应2HCl + 2Ag2AgCl + H2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是 ‎2．下列图示中关于铜电极的连接错误的是 ：‎ ‎【环节二】以铅蓄电池为例复习二次电池的分析方法。‎ ‎【例题2】铅蓄电池的典型的二次电池，电池反应为：‎ 放电 充电 PbO2 + Pb + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O （1） 在反应方程式上用双线桥 表示放电过程得失电子、氧化反应、还原反应的情况。‎ （2） 放电过程是 （原电池/电解池）装置，‎ 还原剂是 ，氧化剂是 ，‎ 负极反应： 正极反应： ，‎ 溶液的pH变化是 。‎ （3） 在铅蓄电池工作原理示意图中，请在方框内补充充电时所需用品的示意图。‎ 分别表示放电、充电时，电子、阴阳离子的移动方向；‎ （4） 充电过程的阳极反应： ，若通电一段时间，蓄电负极质量 减少‎9.6g，则在导线上通过的电子为 mol。‎ ‎【小结】1、氧化还原反应的基本概念：失升氧还原剂，得降还氧化剂 ‎ 2、原电池（放电）：‎ 负极氧化，电子流出，阴离子靠近；（正极还原，电子流入，阳离子靠近）‎ ‎ 3、电解池（充电）‎ ‎ 阳极氧化，电子流出，阴离子靠近；（阴极还原，电子流入，阳离子靠近）‎ ‎ 4、用“画圈”的方法帮助学生掌握电子、电流、离子的流动方向 ‎【精练】‎ ‎1.（2011广东高考6改）‎ 某小组为研究电化学原理，设计如图装置。‎ ‎（1）a和b不连接时，可观察的现象是 ，‎ 反应的离子方程式是 ；‎ ‎（2）a和b用导线连接时，形成 装置，‎ 铁是 极，电极反应是 ；铜的作用是 ，‎ 电极反应是 。导线中电子移动的方向是： ，溶液中离子移动的方向是： 。‎ ‎　（3）a和b分别连接直流电源正、负极，形成 装置，铜是 极，电极反应是 ，铁是 极，电极反应是 。溶液中离子移动的方向是 。‎ ‎（4）若在（3）装置中外电路通过0.1mol电子，则铁电极的质量 增加 g。‎ ‎2．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应 放电 充电 为FePO4＋Li LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋‎ 导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是 A．可加入硫酸以提高电解液的导电性 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量增加 D．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4‎ 放电 充电 ‎★3.高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ‎ 放电时正极反应为： 。‎ ‎【环节三】：以原电池电解池串联装置为例进一步巩固分析电化学装置的程序，掌握电极方程式书写的基本方法。 ‎ ‎【例题3】如图所示，回答问题ZnSO4‎ 溶液 隔膜 ‎(只允许SO42 －通过)‎ CuSO4‎ 溶液 滤纸 ‎(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)‎ 表面皿 Y Zn Cu 铜丝 X ‎（1）下列叙述正确的是：‎ A．Y为阴极，发生还原反应 B．X为正极，发生氧化反应 C．Y与滤纸接触处有氧气生成 D．X与滤纸接触处变红 ‎（2）SO42-离子通过隔膜的方向是 。‎ ‎（3）铜丝X的电极反应 ，铜丝Y的电极反应 ，表面皿中的总反应 。‎ ‎【小结】电极方程式书写的常见错误和纠错方法 1、 电极反应物出错，（如：铁合金的吸氧腐蚀中的正极反应物错认为是H+，电解池中的活泼电极做阳极 ）‎ 纠错方法：有些什么物质（电极材料、电极区域的物质、阴阳离子移动），先排序（氧化性、还原性）后写反应 2、 电极反应中“+”，“-”用错。‎ 纠错方法：负氧失减，阳氧失减 3、 电极反应不完整（如：燃料电池中溶液的酸碱性在电极反应中的体现）‎ 纠错方法：先电极上反应后电解质中反应，先电荷守恒后质量守恒（考虑溶液酸碱性）‎ 4、 总反应出错或用总反应减去一个半反应得出另一个半反应出错 纠错方法：先得失电子相等后加、减反应 ‎【精练】‎ ‎1．用铅蓄电池电解苦卤水（含Cl-、Br-、Na+、Mg2+）的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是__________。‎ A．铅蓄电池负极的反应式为：Pb-2e-=Pb2+‎ B．铅蓄电池放电时，B极质量减轻，A极质量增加 C．铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连 D．电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br- ‎ ‎2．下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O ‎(1)请完成图中甲、乙两池的名称。甲池是________装置，乙池是________装置。‎ ‎(2)请完成下列电极的名称：‎ 通入CH3OH的电极名称是________，B(石墨)电极的名称是________。‎ ‎(3)写出下列电极反应式：‎ 通入O2的电极的电极反应式是_____________________。‎ A(Fe)电极的电极反应式为_________________________。‎ ‎(4)乙池中反应的化学方程式为______________________。‎ ‎(5)当乙池中A(Fe)极的质量增加‎5.40 g时，甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下)。‎ ‎3．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是 A．Mg 电极是该电池的正极 B．H2O2 在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH 增大 D．溶液中Cl－向负极移动 ‎【环节四】：以Zn/ZnSO4‖KCl盐桥‖Cu/CuSO4电池为例，掌握电化学装置的设计及表达 ‎ ‎【例题3】（2010广东）23．‎ 铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是 A．正极反应为：Zn－2e－＝Zn2＋‎ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 ‎【小结】1、双液原电池的优点：分隔氧化剂与还原剂，避免电池“内耗”‎ ‎2、盐桥的意义：正负极区电解质以外的电解质，保证内电路上有阴阳离子的定向移动而形成闭合回路，保持两电极区溶液的电中性，是电池能够持续工作。‎ ‎3、负极（区）：还原剂+ 电解质/溶液（不与电极材料反应）‎ 正极（区）：导体（还原性比负极弱）+ 氧化剂 盐桥：电解质溶液（不与正负极区电解质反应）+载体（琼胶、滤纸、棉线等）‎ ‎【精练】‎ 盐桥 X Y A CuSO4溶液 电流计 Ag ‎1.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s)‎ 设计的原电池如图所示。请回答下列问题：‎ ‎（1）电极X的材料是 ；电解质 溶液Y是 ；‎ ‎（2）银电极为电池的 极，发生的 电极反应为 ；‎ X电极上发生的电极反应为 ；‎ ‎（3）外电路中的电子是从 电极流向 电极。盐桥中的阳离子从 电极流向 电极。‎ ‎2.单液原电池效率不高，电流在短时间内就会衰减。请将反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl 设计一个双液原电池装置。请在下面右边方框中画出该原电池装置，标明电极材料和电解 质溶液。‎ 选修4第四章《电化学基础》‎ ‎《化学课程标准》对本章的要求：‎ ‎1．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3．能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。‎ 第一节 原电池 ‎1、通过观察 “Cu-Zn（CuSO4溶液）”原电池装置产生电流过程中的系列现象（如：电流强度变化、电极表面现象、电解质溶液温度变化等），感受“氧化剂和还原剂直接接触”的原电池装置在实现能量转化的过程中存在效率问题，进一步体会能量间可以相互转化及转化过程中能量守恒。‎ ‎2、通过观察“Cu-Zn（盐桥）”原电池装置特点及产生电流的实验现象，分析形成电流的微观过程，了解盐桥的作用，进一步了解“氧化剂和还原剂完全隔离”的原电池装置的反应原理。‎ ‎3、能够根据电极材料、氧化还原反应原理判断电池正、负极，写出电极反应式和电池反应方程式。‎ ‎4、能够根据具体的氧化还原反应，设计简单原电池装置。‎ ‎5、经历“Cu-Zn（CuSO4溶液）”原电池装置到“Cu-Zn（盐桥）”原电池装置改进的分析过程，感受科学研究中发现问题、分析问题、解决问题的探究过程。‎ 第二节 化学电源 ‎1、能够说出常见化学电池的分类、优点及质量优劣的判断标准。‎ ‎2、知道一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。‎ ‎3、在给定电极材料、氧化还原反应原理等信息（查阅资料）的情况下，能够写出常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。并形成书写电池电极反应式的一般思路：了解电池结构 ‎——明确存在的微粒——判断氧化、还原——分析电子得失——确定化合价变化——判断产物存在形式 ‎4、通过学习各类电池的实际应用感受化学给人类带来的进步和文明。通过了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。‎ 第三节 电解池 ‎1、通过宏观（实验现象）——微观（电子、离子间的相互作用与运动方向）——符号（电解方程式）三重表征形成电解池的工作原理。知道电解质溶液的导电过程，就是电解质的电解过程，能够说出电离与电解的区别和联系。‎ ‎2、通过观察，知道电解池装置的基本构造（包括电极与直流电源的连接方式）。通过与原电池装置进行比较，能够从电极名称、电极反应、能量转变形式、反应驱动力等方面进一步认识电解池与原电池的工作原理。‎ ‎3、能够根据电解质溶液的组成和电极特点，运用氧化还原知识判断电解产物，并形成分析判断电极产物的一般思路：电极材料及电极的极性——溶液中存在的微粒——微粒的运动方向——分析得失电子的能力判断——化合价变化——产物存在形式。‎ ‎4、通过查阅资料、观看录像等方式了解电解原理在工业生产中的应用，感受化学科学对人类生产生活的巨大影响。并能够运用电解原理和判断电极产物的一般思路，分析氯碱工业、电镀、铜的精炼、金属电冶炼等过程中的能量与物质的转化。‎ 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 ‎1、通过查阅资料、观看录像和图片等方式了解金属腐蚀的严重性和危害性，认识防止金属腐蚀的重要意义。‎ ‎2、了解金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，通过实验认识钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。‎ ‎3、运用原电池和电解池知识探究防止金属腐蚀的思路和方法，并通过实验验证牺牲阳极保护法的效果，感受运用化学知识解决实际问题的过程，激发学习兴趣。‎