電化學(xué)是中學(xué)化學(xué)理論體系的重要組成部分,是高考必考內(nèi)容,也是高考熱點(diǎn)。解答電化學(xué)習(xí)題時(shí),稍有不慎就會(huì)落入命題人設(shè)置的“陷阱”中。本文以2013年高考試題為例,分析解答電化學(xué)習(xí)題時(shí)的幾種典型誤區(qū)。
一、混淆兩種電化學(xué)防護(hù)法的名稱(chēng)
例1 (2013北京卷,7)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護(hù)法的是( )
A. 水中的鋼閘門(mén)連接電源的負(fù)極
B. 金屬護(hù)攔表面涂漆
C. 汽水底盤(pán)噴涂高分子膜
D. 地下鋼管連接鎂塊
典型錯(cuò)解:D。不能正確區(qū)分犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。
正確解析:外加電流的陰極保護(hù)法是將被保護(hù)的金屬作陰極(與直流電源的負(fù)極相連),故A正確。B、C選項(xiàng)中的保護(hù)方法是涂保護(hù)層。地下鋼管連接鎂塊是讓鋼管作正極受到保護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,D錯(cuò)誤。答案:A。
思維點(diǎn)撥:陰極保護(hù)法有兩種:犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。其實(shí)這兩種保護(hù)法不難區(qū)分:后者有外加電流,依據(jù)的是電解原理;前者則沒(méi)有外加電流,是依據(jù)的原電池原理。
二、錯(cuò)誤理解電解與電離的關(guān)系
例2 (2013北京卷,9)用石墨電極電解CuCl2溶液(見(jiàn)右圖)。下列分析正確的是( )
A. a端是直流電源的負(fù)極
B. 通電使CuCl2發(fā)生電離
D. 通電一段時(shí)間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體
典型錯(cuò)解:B?;煜婋x與電解的因果關(guān)系。
正確解析:由溶液中離子移動(dòng)方向可知,U型管左側(cè)電極是陰極,故a端是電源的負(fù)極,A正確。電解質(zhì)的電離不需要通電,故B錯(cuò)誤。電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),Cl-在陽(yáng)極放電,電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-= C12↑,故C錯(cuò)誤。陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:Cu2++2e-= Cu,不會(huì)有黃綠色氣體生成,故D錯(cuò)誤。答案:A。
思維點(diǎn)撥:電解時(shí),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),沒(méi)有陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng),就無(wú)法完成電解。而陰、陽(yáng)離子的產(chǎn)生必須通過(guò)電解質(zhì)的電離,所以電離是電解能夠順利進(jìn)行的前提。
三、忽視離子的放電順序
例3 (2013海南卷,12)下圖所示的電解池I和II中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過(guò)程中,電極b和d上沒(méi)有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重b 典型錯(cuò)解:A。忽視離子的放電順序,誤認(rèn)為Mg2+也會(huì)放電。 正確解析:電極b和d上都沒(méi)有氣體逸出,且質(zhì)量均增大,說(shuō)明在電解池I、II的陰極放電的金屬離子均位于金屬活動(dòng)性順序表氫之后,故排除A、B、C項(xiàng)。D項(xiàng)中,假定通過(guò)2 mol電子,則b極生成1 mol Cu,增重64 g,d電極生成2 mol Ag,增重216 g,故增重b 四、錯(cuò)誤理解交換膜的作用 D.如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變 典型錯(cuò)解:B。誤認(rèn)為電解過(guò)程中所有的陰離子都將通過(guò)陰離子交換膜移向陽(yáng)極。 思維點(diǎn)撥:陰離子交換膜可以使陰離子自由通過(guò)但陽(yáng)離子不能通過(guò),而不是使所有的陰離子都移向陽(yáng)極。 五、錯(cuò)誤理解原電池的工作原理 例5 (2013天津卷,6)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下: 電解過(guò)程中,以下判斷正確的是( ) 電池電解池 AH+移向Pb電極H+移向Pb電極 B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3 典型錯(cuò)解:A。思維定式,誤認(rèn)為正電荷移向原電池的負(fù)極,負(fù)電荷移向原電池的正極。 六、忽視電解質(zhì)溶液的影響 例6 (2013新課標(biāo)全國(guó)卷I,10)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理:在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是( ) A. 處理過(guò)程中銀器一直保持恒重 B. 銀器為正極,Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 D. 黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 典型錯(cuò)解:C。忽視電解質(zhì)溶液(溶劑)的影響。