论文高中化学电解池电极反应再是关于本文可作为相关专业高中化学论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文化学高中知识点汇总论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
[摘 要]电极反应是电解原理的重要组成部分,也是电解的核心内容,既
是
教学重难点,更是高考命题热点.对电解池电极反应的传统模型——“迁移放电型”进行分析,并在此基础之上建立新的视角,即在氧化还原反应视角下构建电极反应——放电迁移型,可有效帮助学生解决电解池电极反应书写及判定的问题,给高中教学以启示.
[关键词]电解池；电极反应；氧化还原；放电；迁移
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058（2018）05005402
电解原理是高中化学的重要理论,而电解是在外加电流的情况下强制性地发生氧化还原反应,可见其核心思想是氧化还原反应理论.电解理论应用非常广泛,涉及物质的制备、提纯,环境的治理,金属的防护等,在工业生产中有着广泛的应用.有关题型的呈现方式主要以工业生产、治理环境或者相关知识为背景,用图形或图表的形式考察学生的化学学科素养,这有利于避开题海战术,突显高考的选拔功能.电极反应是电解原理的重要组成部分,也是电解的核心内容,亦是教学的重点和难点,因此备受高考命题者的青睐.
我们在实际教学中发现受到传统电极反应书写规则的影响,学生在电解池电极反应的书写和判定上易犯错误,对一些电解池的实验现象的解释感到困惑.
一、电极反应的传统模型——迁移放电型
教师在传统教学中分析电解池的电极反应时最常用的模型是“迁移放电型”,其可大致归纳为：溶液中的离子先在外加电场力的作用下向两极迁移,阳离子移向阴极在阴极上放电（得电子）,阴离子移向阳极在阳极上放电（失电子）.书写电极反应的一般思路是：确定电极→分析离子→离子迁移→分析放电顺序→书写电极反应,此模型的主要观点是溶液中的离子先向电极迁移,然后离子接触电极放电.
利用此模型分析电解池的电极反应,学生易于接受而且能够较快地掌握电解池的电解反应,这是教师在教学上最常用的分析方法,给实际教学带来很大的方便.运用此模型分析一些电解池的实验时,常常会出现和实验现象不相符的情况.例如,用惰性电极在U型管中电解Na2SO4溶液,并用pH计测量阴极和阳极的碱性,发现阴极的碱性和阳极的酸性在不断增强.如果参照此模型分析电解池的阴阳极,阴极H+放电释放出的OH-应该移向阳极,且阴离子OH-比SO2-4迁移的速率快,因此阴极区的碱性应变化不大.同理阳极上OH-放电释放出的H+应该移向阴极,因此阳极区的酸性也应变化不大,出现了实际和理论分析不相符合的现象.
又如,用惰性电极电解FeSO4溶液时,Fe2+在阳极上放电生成Fe3+；电解KMnO4溶液制备MnO2,在阴极上放电的是MnO-4生成MnO2.对这些现象用传统的模型无法做出很好的解释,对于溶液中的中性分子在電极表面的放电更是如此.例如,（2014年北京卷）电解NO制备 的题目,若运用“迁移放电”模型去分析电解池的电极反应,并不能得到合理的解释,对于阳离子在阳极放电,阴离子在阴极放电,中性分子在阴极和阳极放电,利用“迁移放电”模型去分析,其说服力明显不够,甚至会让学生感到迷惑和不解,而且关于这类电极反应的判定和书写学生的出错率较高,是最近几年高考中的棘手问题.
二、氧化还原反应视角下的电极反应——放电迁移型
1.氧化还原反应视角下的微粒放电
电解池的电极反应本质上是氧化还原反应,只不过是在外加电流的情况下强制发生的氧化还原反应,它也遵循氧化还原反应的规则,因此只要是还原性微粒（分子、阴离子、阳离子）均有可能在阳极放电发生氧化反应,只要是氧化性微粒（分子、阴离子、阳离子）均有可能在阴极放电发生还原反应,其中微粒放电应该遵循：氧化性强或者还原性强的粒子先放电,即阳极：还原性微粒—ne-等于氧化产物,阴极：氧化性微粒+ne-等于还原产物.
2.放电迁移
电解池中电极附近的微粒（分子或离子）在外加电流的情况下先放电,引起电极周围的电荷不平衡,进而引发溶液中的阴阳离子迁移,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,以满足电荷平衡使电极周围保持电中性,此模型主要观点认为溶液中的离子或分子先放电,引起电极区域的电荷不平衡,离子再迁移以保持电极区域电荷平衡.
基于以上分析和探讨,应用上述“放电迁移”模型分析一些具体的教学案例和高考试题,都能够做出很好的解释,利于学生理解和接受,有助于提升学生对电解池电极反应的认知.
【案例1】电极附近的产物及溶液的酸碱性判断：用惰性电极在U型管中电解Na2SO4溶液,实验过程当中用pH计测得阴极区的碱性不断增强和阳极的酸性不断增强.
案例分析：首先阳极上还原性离子有SO2-4、OH-,且还原性OH->SO2-4,OH-放电释放出O2和H+,使阳极区显酸性,这时溶液中未放电的阴离子SO2-4逐渐移向阳极以平衡电荷.阴极上氧化性离子有Na+、H+,且氧化性H+>Na+,H+放电释放出H2和OH-,使阴极区显碱性,这时溶液中未放电的阳离子Na+逐渐移向阴极以平衡电荷.随着电解的进行阴极区的NaOH逐渐增多,阳极区的H2SO4逐渐增多,故阴极区产物是NaOH,碱性逐渐增强,阳极区产物是H2SO4,酸性逐渐增强.
【案例2】阳离子在阳极放电：用惰性电极电解FeSO4溶液,取阳极区的溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液出现血红色.
案例分析：阳极区：还原性微粒的还原性Fe2+>OH->SO2-4,阳极电极反应：Fe2+—e-等于Fe3+；阴极区：氧化性微粒的氧化性H+>Fe2+,阴极电极反应：2H++2e-等于H2↑.取阳极区的溶液滴加KSCN溶液观察溶液出现血红色,证明阳极上是Fe2+放电.
【案例3】阴离子在阴极放电：用惰性电极电解酸性KMnO4溶液,发现阴极区溶液由紫色逐渐变成了绿色.
总结:本文关于高中化学论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
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