因此除了紮實的基本原理,熟稔的二級結論能夠幫助我們(men) 又快又好的做題。本文將從(cong) 電化學基本原理說明若幹有用的推論,並結合真題來觀測二級結論的運用。電化學考察可以總的分為(wei) 兩(liang) 大模塊:電池的構造原理,電極電勢的理解和計算;兩(liang) 部分的占比大概是一比二,後者考試平均占比更高。
(一)電池的構造和微觀過程
以原電池(voltaic cell)為(wei) 基礎,電解池(electrolytic cell)為(wei) 提高,電池起碼包含的部件和其對應的化學原理要求掌握的極其細致,並且每一部分都需要用化學語言描述。
以voltaic cell為(wei) 例,一個(ge) 能運行的電池起碼包含:兩(liang) 個(ge) 電極(electrode)用導線相連、電解質(electrolyte,水溶液或者熔融鹽)、相對分隔的電極區並用鹽橋(salt bridge)或者半透膜(semipermeable membrane)相連保證閉合回路、氧化還原反應(redox reaction,原電池自發,電解池非自發)。
以2022年18題為(wei) 例,完整的考察了整個(ge) 電池的構造和運作
左側(ce) 的Mg失電子為(wei) 負極,右側(ce) 的銅離子得電子為(wei) 正極,因此電子在導線中從(cong) 左到右,B、D正確;
左側(ce) Mg失電子變成陽離子,左側(ce) 溶液正電量增加,鹽橋中應該是陰離子遷移到左側(ce) 平衡電荷。C錯誤;
左側(ce) Mg失電子為(wei) 離子溶解在溶液中,電極棒質量減少(但並不是轉移到正極,而是溶解在溶液中)。
同樣全麵考察電池構造和各位置行為(wei) 的還有2016年第22題:
由上圖可知考察點依然是:正負電極的判斷、外電路電子流向,電解質/鹽橋當中的離子流向、正負電極的質量變化。
(二)電極電勢的理解和計算
1.知識點要點
標準電極電勢都是按照的電子給出,因此也叫標準還原電勢;
Cell potential=正極標準還原電勢-負極標準還原電勢;
用標準電極電勢計算cell potential時不管係數,隻做減法;
標準電極電勢越大說明該得電子過程趨勢越大,反之金屬越不易失電子,金屬活動性弱;
Cell potential大於(yu) 0的電池是自發的氧化還原反應。
2.考法
基礎考察方式比如2019年11題,多個(ge) 反應推算陌生反應的cell potential,分別列出不同cell potential的計算式或者湊總反應即可。
更為(wei) 綜合的考察方式就是把electrode potential跟氧化還原原理以及物質活性結合比如2020年第15題。
更為(wei) 綜合和複雜的是利用electrode potential來比較電解池中的放電順序。
比如2018年21題,因為(wei) 得電子中水得電子的electrode potential最大,所以cathode水反應反應;而在存在的能失去電子的物質上,考慮到給出的都是按照得電子來寫(xie) 的reduction potential,因此electrode potential越大的越難以失電子,在anode表麵仍然是水分子放電失電子。
(三)電化學二級結論總結
Cathode得電子,anode失電子(正得負失);
電路中永遠cathode連接anode,anode連接cathode(有得有失,得失守恒);
正還原,負氧化(cathode發生還原反應,anode發生氧化反應);
外電路電子從(cong) 負極到正極;
正正負負(陽離子遷移去正極cathode,陰離子遷移去負極anode);
電極電勢正減負(cell potential=正極標準還原電勢-負極標準還原電勢);
標準還原電勢越大的金屬活動性越差;
水溶液電解小心水(在水溶液中水本身可能作為(wei) cathode/anode反應物出現)。
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