电化学是中学化学理论体系的重要组成部分,是高考必考内容,也是高考热点。解答电化学习题时,稍有不慎就会落入命题人设置的“陷阱”中。本文以2013年高考试题为例,分析解答电化学习题时的几种典型误区。
一、混淆两种电化学防护法的名称
例1 (2013北京卷,7)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A. 水中的钢闸门连接电源的负极
B. 金属护拦表面涂漆
C. 汽水底盘喷涂高分子膜
D. 地下钢管连接镁块
典型错解:D。不能正确区分牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
正确解析:外加电流的阴极保护法是将被保护的金属作阴极(与直流电源的负极相连),故A正确。B、C选项中的保护方法是涂保护层。地下钢管连接镁块是让钢管作正极受到保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,D错误。答案:A。
思维点拨:阴极保护法有两种:牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。其实这两种保护法不难区分:后者有外加电流,依据的是电解原理;前者则没有外加电流,是依据的原电池原理。
二、错误理解电解与电离的关系
例2 (2013北京卷,9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )
A. a端是直流电源的负极
B. 通电使CuCl2发生电离
D. 通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
典型错解:B。混淆电离与电解的因果关系。
正确解析:由溶液中离子移动方向可知,U型管左侧电极是阴极,故a端是电源的负极,A正确。电解质的电离不需要通电,故B错误。电解池的阳极发生氧化反应,Cl-在阳极放电,电极反应式为:2Cl--2e-= C12↑,故C错误。阴极发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-= Cu,不会有黄绿色气体生成,故D错误。答案:A。
思维点拨:电解时,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,没有阴、阳离子的定向移动,就无法完成电解。而阴、阳离子的产生必须通过电解质的电离,所以电离是电解能够顺利进行的前提。
三、忽视离子的放电顺序
例3 (2013海南卷,12)下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b 典型错解:A。忽视离子的放电顺序,误认为Mg2+也会放电。 正确解析:电极b和d上都没有气体逸出,且质量均增大,说明在电解池I、II的阴极放电的金属离子均位于金属活动性顺序表氢之后,故排除A、B、C项。D项中,假定通过2 mol电子,则b极生成1 mol Cu,增重64 g,d电极生成2 mol Ag,增重216 g,故增重b 四、错误理解交换膜的作用 D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变 典型错解:B。误认为电解过程中所有的阴离子都将通过阴离子交换膜移向阳极。 思维点拨:阴离子交换膜可以使阴离子自由通过但阳离子不能通过,而不是使所有的阴离子都移向阳极。 五、错误理解原电池的工作原理 例5 (2013天津卷,6)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下: 电解过程中,以下判断正确的是( ) 电池电解池 AH+移向Pb电极H+移向Pb电极 B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3 典型错解:A。思维定式,误认为正电荷移向原电池的负极,负电荷移向原电池的正极。 六、忽视电解质溶液的影响 例6 (2013新课标全国卷I,10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( ) A. 处理过程中银器一直保持恒重 B. 银器为正极,Ag2S被还原生成单质银 D. 黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 典型错解:C。忽视电解质溶液(溶剂)的影响。