电化学图像问题解题方法

黄莹

摘 要：一直以来电化学在高考考察内容当中都占有较重的分量，对高中化学的教学，要通过引导学生了解和认识电化学概念和相关联知识让他们对生活中和学习中的化学问题去灵活掌握。其中电化学图像问题的解决方法是近几年来的考察重要内容，因此，文章借助电化学基础作为根本，全面解析电化学图像问题的多项问题，最后总结出比较简易的解答方案。

关键词：电化学；图像；电解

G633.8

现代化学在今天的飞速发展使得其成为当今社会物质文明和生产力发展的风向标。现代基础科学教育中的高中化学是其重要组成部分之一，而且电化学是中学化学内容中特别重要的一个分支，在生活中也是处处可以接触到电化学知识。此外，历年高考的考查内容都会包含一定量的电化学知识，比例相对较高。对此，在电化学图像问题的处理上探索出更高效的解题方法是一项十分艰巨的任务。

一、明确电化学的教学要求

一般对于电化学教学的要求有：第一，对氧化还原反应的本质进行理解，并熟悉生活中的常见氧化还原反应；第二，对电解池和原电池的工作原理进行理解，记忆并能够书写常见电池反应和电极反应方程式；第三，对常见化学电源进行学习，并进一步学习化学能与电能相互转化的重要意义和应用；第四，对金属腐蚀的危害进行了解，并学习金属腐蚀中的电化学原因；第五，对新型化学电源的研制进行学习，并认识到电化学在能源问题中的重要地位。

二、培养电化学的建模思想

在化学学习和解题中建模思想占着十分重要的地位，尤其是在电化学图像问题的解答过程中，可以优化解题方法，使其更加程序化，能够帮助学生对题目有一个更快速的理解和印象。下边是常见电化学图像问题的建模解法。首先，明确原电池的自发氧化还原反应，也就是电解质溶液与电极材料之间的氧化还原反应，并写出此氧化还原放映的离子方程式；其次，拆分一个氧化还原反应为两个化学反应：一个是氧化反应，另一个是还原反应，这两个反应也就是原电池两级的化学反应，其中一个口诀是：负升失氧，正降得还。

例1，原电池与氧化还原的关系

在化学反应中要使 产生电流，可以通过下列组合实现此目的的是（ ）

A.负极- ；正极- ；电解质溶液-

B.负极- ；正极- ；电解质溶液-

C. 负极- ；正极- ；电解质溶液-

D.负极- ；正极- ；电解质溶液-

解析：在本反应中，铁本身是导体而且充当还原剂，所以原电池反应中铁是负极；正极材料失去电子的能力又都比铁弱，所以三价铁离子是氧化剂。因此，在原电池中，电解质应当是溶于水的铁盐。故选项B为正确答案。

三、熟练电化学的原理运用

下面我们通过例题来体会一下这种解题方法。

例2，电解原理实际应用

根据下面的图像进行解答， 是一种易氧化的化学物质，因此我们的实验室中想要利用烧碱与亚铁盐的溶液反应来获取纯净的氢氧化亚铁是很难实现的。但是利用下图所示装置就可以得到氢氧化亚铁的沉淀物，其中两极的材料分别是石墨与铁。

（1）电极a的材料是_____，该处的电极反应方程式为：

（2）容器中的电解质d可以由_____来充当，那么白色沉淀物就会在电极上产生；d也可以是_____，那么白色沉淀物会在容器中的溶液中产生。

A.纯水

B.氯化钠溶液

C.氢氧化钠溶液

D.氯化铜溶液

（3）如果溶液c是苯，那么它的作用是_____，在将苯加进去之前需要对溶液d进行加热，这样做的目的是_____。

（4）如果将溶液d替换成硫酸钠溶液，经过一段时间的电解之后，会生成白色沉淀；然后将电源正负极反接，继续进行电解会发生的现象：电极上有气泡产生，另外一个明显的现象是：_____。

通过对题目进行思考，我们可以得出这样的结论来：

（1）如果想生成氢氧化亚铁，首先得有亚铁离子，因此铁在反应中做阳极。电极反应方程式是： 。

（2）当氢氧化钠溶液做电解质的时候，整个溶液呈碱性，阳极上产生的也铁离子会氢氧根例离子结合生成白色沉淀；当氯化钠溶液做电解质的时候，阴极附近的氢氧根离子在电场作用下向阳极移动，同时阳极附近的亚铁离子也向阴极移动，二者在相遇处结合生成沉淀；当另外两种物质溶液作为电解质的时候则没有办法形成碱性溶液，因此答案为C，B。

（3）苯的作用是隔绝空气，防止生成物被氧化；加热d溶液的目的是为了赶尽溶液中的氧气，同样也是为了防止氧化。

（4）当电解在电极反接之后发生的另一明显现象是白色沉淀物迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

通过以上结论我们可以知道，单质铁在电极上发生反应的时候，不管它是作为电解池的阳极还是死原电池的负极，都只能够失掉两个电子变成亚铁离子。

四、规范电化学的解题顺序

解答比较复杂的电化学图像问题的时候，要想做到较高的正确率就要对题目有一个清晰地分析思路。这就要求学生要在教师的引导下养成良好的解题模式，讲究一定的解题顺序。第一，电解反应中要出电源的正负极，分辨电解池的阴阳极；第二，书写阳极反应方程式先看清电极物质，如果会非惰性物质，那么就是该电极放电；否则就是溶液中的阴离子放电。其中陰离子的放电顺序是： >含氧酸根离子。然后找出放电的阴离子并写出阳极的反应方程式；第三，根据溶液中的阳离子写出阴极反应方程式，判断出是什么阳离子放电，并写出阴极的电极反应方程式；第四，写出总反应方程式，并注明反应条件；第五，按照电解反应继续完成题目。

根据这样的解题顺序再去解答电化学图像问题，就会有一定的规律可循。

例3，如图，利用直流电源电解硫酸钠溶液，电源接通后在两个电极a和b（均为石墨）附近滴几滴石蕊溶液，会出现以下现象（ ）

A.在a极逸出的气体体积小于b极逸出的气体体积

B.其中一个电极产生的是无味气体，而另一个电极产生刺激性气味气体

C.a极附近呈现红色，b极附近蓝色

D.a极附近呈现蓝色，b极附近红色

按照上述顺序对题目进行解答，电解硫酸钠溶液本质就是电解水，其中a极是阴极，b极是阳极。在a极产生的气体是氢气，b极产生的气体是氧气，体积是氢气的一半。在a极附近氢离子得到电子导致其附近氢氧根离子浓度上升，滴入石蕊溶液变蓝。B极氢氧根离子失去电子导致氢离子浓度上升，滴入石蕊变红。通过这样的分析，可以确定选项D是正确的。

综上所述，由于电化学图像问题是电化学问题中的重点学习内容，也是高中化学的重点内容之一。在高考中电化学图像问题的分量也很重，因此在高中的化学教学过程中教师要重视电化学图像问题的解题教学，从思路和方法上进行教学，将概念通过多种途径渗透给学生，帮助学生提高化学素质。

参考文献：

[1] 李桂花.高中化学原电池与电解池的教学分析[J].中国教育技术装备，2014，（13：134-135.

[2] 刘金平.试论高中化“电解质”和“非电解质”概念的教学[J].中国校外教育，2014，（31）：58.

[3] 范丽华，邵冰.“探究电解的原理”教学设计[J].读与写（教育教学刊），2015，（02）：258-259.