抓住核心【抓住核心问题 理顺解题思路】
时间：2019-03-11 03:25:46 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
一、 正确判断电极，正确书写电极反应式，是解决电化学问题的核心 例1工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可利用离子交换膜法电解提纯。其工作原理如图1所示。
①该电解槽的阳极反应式是
；
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口导出。（填写“A”或“B”）
解析： 该题所设三问中，后两问是第一问有关“电极反应式书写”的自然延伸。
①由于在阳极区存在的阴离子主要是OH-和某些含氧酸根，而在水溶液中含氧酸根放电较难，因此阳极反应式为4OH-－4e-=2H2O＋O2↑；
②阴极区的阳离子主要是K+和水中的H+，因此阴极反应式为2H+＋2e-=H2↑。随着H+的放电，促进水的电离，阴极区的c（OH-）增大；
③随着电解的进行，阴极区c（OH-）增大，阳极区c（H+）增大，故由电荷守恒原理可知，两极区间必有离子交换。而电解槽内装有的阳离子交换膜只允许阳离子通过，又因为阳极区本身添加了KOH，故c（H+）不可能大增，所以可供大量交换的阳离子只可能是K+，且向阴极区迁移，因此氢氧化钾溶液从出口B导出。
例2一种新型的燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体。电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列关于该燃料电池的说法中正确的是
A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极
解析： 在电极产物不与电解液直接反应的情况下，燃料电池的总反应式和燃烧反应式相同，所以B正确。
C、D选项均是直接考查原电池电极的判断以及电极反应式的书写。在确定了B选项原电池总反应式正确的情况下，根据在总反应中“还原剂―失电子―负极反应物；氧化剂―得电子―正极反应物”这一基本关系，很容易确定C选项正确。
有关电解质中离子迁移方向的判断，首先应考虑的因素是该离子的浓度，其次考虑电解质中正负电荷的平衡。对于本题，由于正极产生O2-，故正极区c（O2-)增大，O2-向外迁出；负极消耗O2-，故负极区c（O2-）减小，O2-由外迁入。故A选项错误。
二、 分析电极反应式的几个实用思路
1. 从总反应式出发分析电极反应式
例3铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H+＋2 2PbSO4＋2H2O。
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1） 放电时正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4的浓度将变
；当外电路通过1mol的电子时，理论上负极格板的质量将增加g；
（2） 当完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图2连接，电解一段时间后，则将在A电极上生成，B电极上生成，此时铅蓄电池的正负极的极性将。
解析： （1） 从原电池总反应式出发书写电极反应式，要注意两点：① 还原剂为负极反应物，氧化剂为正极反应物；② 书写过程遵循氧化还原离子反应式书写的基本原则和思路。本题书写正极反应式的一般过程为：
同理，负极的电极反应式是Pb＋ －2e-=PbSO4。从电极反应式或总反应式中都可看出，反应过程中需消耗H2SO4，所以电解液中H2SO4的浓度将变小。
根据负极电极反应式可以对负极格板增重的质量进行计算：
所以当外电路通过1mol电子时，负极格板增加的质量为48g。
（2） 根据题设条件可知，装置为电解池，且A为阴极，B为阳极。由于电极格板都是惰性材料，所以当原电池反应完全放电，耗尽PbO2和Pb时，在A、B两极惰性材料外面都包裹着PbSO4。因此由电极放电基本规律可知，A、B两极均为PbSO4放电。又因为阴极A得电子，阳极B失电子，所以结合总反应式（从右向左进行）可知，阴极A的变化为PbSO4■Pb，阳极B的变化为：PbSO4■PbO2，即在A电极上生成Pb，B电极上生成PbO2，此时铅蓄电池的正负极性将反转。
2. 由原电池装置的构成判断电极，并书写电极反应式
（1） 电极材料能直接和电解质溶液反应的原电池（即总反应为负极材料和电解质溶液中的成分所发生的反应）
例4下列关于图3所示装置的说法正确的是
A. 外电路中无电流通过
B. 外电路中电流方向是Al■Mg
C. Mg是负极，电极反应式为Mg－2e-=Mg2+
D. Al是负极，电极反应式为Al＋4OH-－3e-=Al■＋2H2O
解析： 该问题主要考查原电池的构成条件、电极判断
和电极反应式的书写。
原电池的构成条件有三点：电极、电解质溶液和闭合回路。显然图示装置符合这三点基本条件，会有电流流通，故A选项错误。
对于电极材料可以直接和电解质溶液反应的原电池装置，可以通过比较电极材料与电解质溶液发生反应的难易程度来确定负极。显然Al较Mg更容易和NaOH溶液反应，故Al为负极，所以C选项错误，B选项正确。
（2） 电极材料不能直接和电解质溶液反应的原电池
例5已知甲烷燃料电池如图4所示。判断A、B极的电极名称，并写出电极反应式。
解析： 由于Pt电极材料本身不和电解质溶液发生反应，因此可以从气体间发生的总反应入手考虑，同时也要注意电极产物与电解质溶液之间的进一步反应：
3. 在书写电解池电极反应式时，应注意区分阳极的电极材料，明确惰性电极和活性电极的区别
例6电解原理在化学工业中有广泛的应用。图5表示一个电解池，装有电解液a。X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1） 若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液。当实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
① 电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是；
② Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 ；
（2） 如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是，电极反应式是；
② Y电极的材料是，电极反应式是。
（注：杂质发生的电极反应不必写出）
解析： （1） 本题有关惰性电极反应式的书写相对较为简单，但Y电极产生气体的检验比较容易出错，其中又以试剂选择和操作方法表述方面的失误居多。
参考答案： （1） ① 2H+＋2e-=H■↑放出气体，溶液变红② 2Cl-－2e-=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
（2） ① 纯铜Cu2+＋2e-=Cu② 粗铜Cu－2e-=Cu2+
4. 经典实例
例7在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。在上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图6所示。接通电源后，阳极周围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电后取出电极，再用搅棒上下剧烈搅动，静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
（1） 阳极上的电极反应式为；
（2） 阴极上的电极反应式为；
（3） 原上层液体是；
（4） 原下层液体是；
（5） 搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是；
（6） 要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是 ，现象是。
解析： 题中没有直接给出电解质溶液的成分，也没有给出电池的总反应式，却详细地说明了电解过程的实验现象，是一道从实验现象推测反应原理的开放性试题。这类问题一般可先依据经验进行大胆地假设，然后再加以仔细地论证解答。其中又通常以“熟知优先”作为提出假设的基本原则，这就需要同学们在平时注意积累典型实例，丰富自己的经验，为能够提出合理的假设打好基础。
根据中学阶段已有的实验经验，最熟悉的“下层液体呈紫红色”的实例是“I2溶解在CCl4中”。若假设下层液体为CCl4，又因为中学阶段最熟悉的阳极产生I2的反应是水溶液中I-的放电反应，所以上层液体可假设为水。在做出如此假设之后，再仔细与题设条件以及问题进行对比分析，最后确定答案。
参考答案： （1） 2I-－2e-=I■
（2） 2H+＋2e-=H■
（3） KI（或NaI等）水溶液
（4） CCl4（或CHCl3等）
（5） I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分的I2都转移到CCl4中
（6） 焰色反应透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，不同颜色代表不同的金属离子
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以DPF格式阅读”
