高三化學一輪復(fù)習中電化學是高中化學中難點內(nèi)容,其中尤以可充電電池問題難以理解。在講解這塊內(nèi)容時,在總結(jié)大量資料的同時,我還找到了一些巧妙的解題方法,通過運用取得了很好的效果。
蓄電池這類題目表面看似很復(fù)雜,但實際上只要掌握了好的方法并不難以解決。下面舉一例題:
例:鐵——鎳蓄電池放電和充電時發(fā)生的反應(yīng)為
問放電時和充電時電極反應(yīng)如何?
首先通過常規(guī)方法分析:
蓄電池在放電時是原電池,在充電時變?yōu)殡娊獬?,因此考慮問題時須從兩方面入手:
1. 放電時,此時電極為正極和負極
第一步就是找負極,對于一般蓄電池來說,活潑金屬作負極。因此負極就是Fe,再觀察右側(cè)對應(yīng)產(chǎn)物為Fe(OH)2,因此參與電極反應(yīng)必有OH—,則負極電極反應(yīng)為:
Fe-2e- +2OH-===Fe(OH)2
現(xiàn)在的問題落在誰是正極以及正極電極反應(yīng)如何?
很顯然正極為NiO2,正極電極反應(yīng)為總反應(yīng)減去負極反應(yīng),其中要將Fe、 Fe(OH)2消去。因此正極電極反應(yīng)為:
NiO2+2e-+2H2O=== Ni(OH)2+2OH-
2. 蓄電池在充電時存在的電極為陰極和陽極
究竟充電時誰為陰極、誰為陽極呢?我們可這樣分析,在電解池中陽極氧化,失去電子;陰極還原,得到電子。觀察總電池反應(yīng)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)e(OH)2得到2e-變?yōu)镕e,Ni(OH)2 失去2e- 變?yōu)镹iO2。
因此,F(xiàn)e(OH)2作陰極(正好為放電時的負極產(chǎn)物);Ni(OH)2作陽極(正好為放電時的陽極產(chǎn)物)。
陰極電極反應(yīng)式: Fe(OH)2 +2e-=== Fe+2OH-
陽極電極反應(yīng)式: Ni(OH)2 -2e-=== NiO2+2H+
由于陽極附近有OH-存在,因此會有水生成。
即:陽極電極反應(yīng)式:Ni(OH)2 -2e-+2OH-=== NiO2+2H2O
此時我們通過常規(guī)方法已將蓄電池放電和充電時所有電極反應(yīng)寫出,但我們會發(fā)現(xiàn)這樣寫很浪費時間,有必要找到一種巧妙方法來解題。
巧妙方法:
仔細觀察剛才寫過的電極反應(yīng)我們不難發(fā)現(xiàn),充電時陰極電極反應(yīng)恰好是放電時負極反應(yīng)的逆反應(yīng);陽極電極反應(yīng)恰好是放電時正極反應(yīng)的逆反應(yīng)。簡便方法即是我們可以先求出放電時的負極反應(yīng),利用總反應(yīng)減去負極反應(yīng)求出正極反應(yīng),然后將負極反應(yīng)逆寫即得充電時陰極反應(yīng),正極反應(yīng)逆寫即得充電時陽極反應(yīng)。
(唐山市豐南區(qū)第二中學)