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高三化學(xué)教案:《電化學(xué)教案》教學(xué)設(shè)計(jì)

來(lái)源:精品學(xué)習(xí)網(wǎng) 2018-11-12 17:08:38

  【考點(diǎn)分析】

  考綱要求

  正確區(qū)別原電池、電解池、電鍍池的不同,掌握原電池、電解規(guī)律的應(yīng)用及有關(guān)計(jì)算的方法技巧

  知識(shí)結(jié)構(gòu)

  原電池 電解池

  實(shí) 質(zhì) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置

  主要類(lèi)別 干電池、蓄電池、高能電池,燃料電池

  舉 例 電鍍、精煉銅

  【重難點(diǎn)解析】

  一、原電池正負(fù)極的確定及電極反應(yīng)式的寫(xiě)法

  1.確定正負(fù)極應(yīng)遵循:

  (1)一般是較活潑的金屬充當(dāng)負(fù)極,較不活潑的金屬或非金屬或金屬氧化物作正極。說(shuō)明:正負(fù)極的確定還與所用的電解質(zhì)溶液有關(guān),如 Mg—Al —HCl溶液構(gòu)成的原電池中, Mg為負(fù)極,Al為正極; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,則Mg為正極,Al為負(fù)極。

  (2) 根據(jù)電子流向或電流方向確定:電子流出的一極或電流流入的一極為負(fù)極;

  (3)根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的移動(dòng)方向確定:在內(nèi)電路中陰離子移向的電極為負(fù)極,陽(yáng)離子移向的電極為正極。

  (4)根據(jù)原電池反應(yīng)式確定: 失電子發(fā)生氧化反應(yīng)(還原劑中元素化合價(jià)升高)的一極為負(fù)極。此外還可以借助氧化反應(yīng)過(guò)程發(fā)生的一些特殊現(xiàn)象(如電極溶解、減重,電極周邊溶液或指示劑的變化等)來(lái)判斷。

  2.書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式應(yīng)注意:

  第一、活性電極:負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng);正極上,①電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子與活性電極直接反應(yīng)時(shí),陽(yáng)離子(或氧化性強(qiáng)的離子)得到電子;②電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子與活性電極不反應(yīng)時(shí),溶解在溶液中的O2得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。

  第二、兩個(gè)電極得失電子總數(shù)守恒。

  第三、注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng),若反應(yīng),一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并寫(xiě)。

  二、電解池陰、陽(yáng)極的判斷

  根據(jù)電極與電源兩極相連的順序判斷

  陰極:與直流電源的負(fù)極相連接的電解池中的電極。其反應(yīng)時(shí), 溶液中氧化能力強(qiáng)的陽(yáng)離子首先在陰極上得到電子, 發(fā)生還原反應(yīng)。

  陽(yáng)極:與直流電源的正極直接連接的電極。

  ①若是惰性電極(Pt、Au、C、Ti),在該極上,溶液中還原性強(qiáng)的陰離子首先失去電子被氧化;

  ②若是活性電極,電極材料參與反應(yīng),自身失去電子被氧化而溶入溶液中。

  三、電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷

  1.陽(yáng)極產(chǎn)物判斷

  首先看電極,如果是活性電極(金屬活動(dòng)順序表Ag以前),則電極材料失電子,電極被溶解,溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則要再看溶液中的離子的失電子能力,此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序判斷。

  陰離子放電順序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

  2.陰極產(chǎn)物的判斷

  直接根據(jù)陽(yáng)離子得電子能力進(jìn)行判斷,陽(yáng)離子放電順序:

  Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

  3.電鍍條件,由于陽(yáng)極不斷溶解,電鍍液中陽(yáng)離子保持較高的濃度,故在此條件下Zn2+先于H+放電。

  四、原電池、電解池、電鍍池之比較

  原電池 電解池 電鍍池

  定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 應(yīng)用電解的原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置

  形成條件 活動(dòng)性不同的兩電極(連接)

  電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))

  形成閉合回路 兩電極接直流電源

  兩電極插入電解質(zhì)溶液

  形成閉合回路 鍍層金屬接電源的正極;待鍍金屬接電源的負(fù)極

  電鍍液必須含有鍍層金屬的離子(電鍍過(guò)程濃度不變)

  電極名稱(chēng) 負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失電子

  正極:還原反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子或者O2得電子 陽(yáng)極:氧化反應(yīng),溶液中的陰離子失電子,或電極金屬失電子

  陰極:還原反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子得電子 陽(yáng)極:電極金屬失電子

  陰極:電鍍液中鍍層金屬的陽(yáng)離子得電子(在電鍍控制的條件下,水電離產(chǎn)生的H+、OH—一般不放電)

  電子的流向 負(fù)極導(dǎo)線→正極 電源負(fù)極導(dǎo)線→陰極

  電源正極導(dǎo)線→陽(yáng)極 同電解池

  (1)同一原電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。

  (2)同一電解池的陽(yáng)極、陰極電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等。

  (3)串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。上述三種情況下,在寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)得失電子數(shù)相等;在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí),應(yīng)按得失電子數(shù)相等計(jì)算。

  五、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)的總結(jié)

  類(lèi)型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 電解質(zhì)溶液類(lèi)別 實(shí)例 電解對(duì)象 電解質(zhì)濃度 PH 電解質(zhì)溶液復(fù)原

  電解水型 陰極:

  4H++4e—=2H2↑

  陽(yáng)極:4OH—-4e =O2↑—+2H2O 強(qiáng)堿 NaOH 水 增大 增大 加水

  含氧酸 H2SO4 水 增大 減小 加水

  活潑金屬的含氧酸鹽 Na2SO4 水 增大 不變 加水

  分解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電 無(wú)氧酸(除 HF外)、 HCl 電解質(zhì) 減小 增大 加氯化氫

  不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外) CuCl2 電解質(zhì) 減小 減小 加氯化銅

  放氫生堿型 陰:水放H2生堿

  陽(yáng):電解質(zhì)陰離子放電 活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外) NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 增大 加氯化氫

  放氧生酸型 陰:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電

  陽(yáng):水放O2生酸 不活潑金屬的含氧酸鹽 CuSO4 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 減小 加氧化銅

  六、書(shū)寫(xiě)燃料電池電極反應(yīng)式必須遵循的原則:

  (1)電池的負(fù)極一定是可燃性氣體(如H2、CO、CH4)在失電子時(shí),發(fā)生氧化反應(yīng),電池的正極一定是助燃性氣體(如O2),在得電子時(shí),發(fā)生還原反應(yīng)。

  (2)電極材料一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只起傳導(dǎo)電子的作用。

  (3)電極反應(yīng)式作為一種特殊的電子反應(yīng)方程式,也必須遵循原子守恒、電荷守恒的規(guī)律。

  (4)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí),一定要注意電解質(zhì)是什么,其中的離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng)。

  例如:宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池,電解質(zhì)溶液是KOH,其中H2為負(fù)極,O2為正極,電極反應(yīng)式為:正極 O2+2H2O+4e—=4OH— 還原反應(yīng) 負(fù)極 2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反應(yīng)

  電解質(zhì)溶液中的OH—和電極反應(yīng)式中OH—相對(duì)應(yīng),符合原子守恒,電荷守恒。

  七、金屬的腐蝕和防護(hù)

  金屬或合金跟周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。

  ⑴化學(xué)腐蝕與電化腐蝕

  化學(xué)腐蝕 電化腐蝕

  條件 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

  現(xiàn)象 無(wú)電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生

  本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化

  聯(lián)系 兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化腐蝕更普遍

 、莆鰵涓g與吸氧腐蝕(以Fe為例)

  析氫腐蝕 吸氧腐蝕

  條件 水膜酸性較強(qiáng)(pH<4.3) 水膜酸性很弱或中性

  電極反應(yīng) 負(fù)極 Fe-2e—=Fe2+

  正極 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH—

  總反應(yīng)式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

  ⑶金屬防護(hù)的幾種重要方法

  改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu),將金屬制成合金,增強(qiáng)抗腐蝕能力。

  ②在金屬表面覆蓋保護(hù)保護(hù)層,使金屬和周?chē)镔|(zhì)隔離開(kāi)來(lái)。

 、垭娀瘜W(xué)保護(hù)法:利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護(hù),或者利用原電池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電池的正極而受到保護(hù)。

  (4)金屬腐蝕速率大小

  電解池陽(yáng)極>原電池負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池正極>電解池陰極

  八、原電池、電解池、電鍍池和精煉池的判斷方法

  1.單池判斷:

 、裨姵、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是否有外接電源;有外加電源的裝置一定是電解池,無(wú)外加電源的裝置一定是原電池。

  Ⅱ電解池、電鍍池和精煉池的區(qū)分關(guān)鍵看陽(yáng)極材料和電解質(zhì)溶液。

  2.多池組合判斷:

  ①無(wú)外電源:一池為原電池,其余為電解池;

 、谟型怆娫矗喝繛殡娊獬鼗螂婂兂、精煉池

  【說(shuō)明】:多池組合時(shí), 一般是含有活潑金屬的池為原電池,其余都是在原電池帶動(dòng)下工作的電解池;若最活潑的電極相同時(shí),則兩極間活潑性差別較大的是原電池,其余為電解池。

  九、電解后pH變化判斷

  先分析原溶液的酸堿性,再看電極產(chǎn)物:①如果只產(chǎn)生H2而沒(méi)有O2,則pH變大;②如果只產(chǎn)生O2而無(wú)H2,則pH變小;③如果既產(chǎn)生O2又有H2,若原溶液呈酸性,則pH減小;若原溶液呈堿性,則pH增大;若原溶液呈中性,pH不變;④如果既無(wú)O2產(chǎn)生也無(wú)H2產(chǎn)生,則溶液的pH均趨于7。

  十、電化學(xué)計(jì)算題

  解題時(shí)要注意電極反應(yīng)式的正確書(shū)寫(xiě),可根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列式求解;還可利用各電極,線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒列等式求解;或者由電解方程式及電極反應(yīng)式找出關(guān)系式,最后根據(jù)關(guān)系式列式計(jì)算。

  常見(jiàn)微粒間的計(jì)量關(guān)系式為:4e?~4H+~4OH?~4Cl?~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O。

  電化學(xué)專(zhuān)題測(cè)試題

  單選題(2分×24=48分)

  1.一定條件下,電解較稀濃度的硫酸,H2O2僅為還原產(chǎn)物,該原理可用于制取雙氧水,其電解的化學(xué)方程式為:3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )

  A.電解池的陽(yáng)極生成雙氧水,陰極生成臭氧

  B.電解池中硫酸溶液的pH保持不變

  C.產(chǎn)生臭氧的電極反應(yīng)式為3H2O-6e-=O3+6H+

  D.產(chǎn)生雙氧水的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-= H2O2+2H+

  2.將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘,用飽和食鹽水浸泡后放入如圖所示裝置中,

  下列敘述正確的是: ( )

  A.過(guò)一段時(shí)間,Ⅱ試管中的導(dǎo)管內(nèi)水柱上升

  B.Ⅰ試管中鐵釘由于發(fā)生電解反應(yīng)而被腐蝕

  C.鐵釘在該裝置中被腐蝕的情況隨時(shí)間的延長(zhǎng)而加快

  D.Ⅰ試管中鐵釘發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑

  3.下圖中能驗(yàn)證用惰性電極電解NaCl溶液(含酚酞)的電解產(chǎn)物的裝置的是( 表示直流電源,I表示電流強(qiáng)度,e-表示電子) ( )

  4.如下圖所示兩個(gè)裝置,溶液體積均為200 mL,開(kāi)始電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 mol?L-1,工作一段時(shí)間后,測(cè)得導(dǎo)線上通過(guò)0.02 mol電子,若不考慮鹽水解和溶液體積的變化,則下列敘述正確的是( )

  A.產(chǎn)生氣體的體積:①>②?

  B.電極上析出固體的質(zhì)量:①>②?

  C.溶液的pH變化:①增大,②減小?

  D.裝置②的電極反應(yīng)式為:?

  陽(yáng)極:4OH—-4e-=2H2O+O2↑

  陰極:2H++2e-=H2↑

  5.下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是 ( )

  銅鋅原電池 電解精煉銅 鍍件上鍍銅 電解氯化銅溶液

  6.右圖為陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。

  下列說(shuō)法不正確的是 ( )

  A.從E口逸出的氣體是H2

  B.從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性

  C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 LCl2,便產(chǎn)生2 mol NaOH

  D.電解一段時(shí)間后加適量鹽酸可以恢復(fù)到電解前的濃度

  7.有關(guān)如右圖所示原電池的敘述,正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠KCl飽和溶液) ( )

  A.反應(yīng)中,鹽橋中的K+會(huì)移向CuSO4溶液

  B.取出鹽橋后,電流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)

  C.銅片上有氣泡逸出

  D.反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變

  8.把金屬A放入鹽B(NO3)2的溶液中,發(fā)生如下反應(yīng):A+B2+=A2++B,以下敘述正確的是 ( )

  A.常溫下金屬A一定能與水反應(yīng),B一定不能與水反應(yīng)

  B.A與B用導(dǎo)線連接后放入酒精中,一定形成原電池

  C.A與B用導(dǎo)線連接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有電流產(chǎn)生

  D.由A與B形成的原電池,A一定是正極,B一定是負(fù)極

  9.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料,基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下,電解總反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2 。下列說(shuō)法正確的是( )

  A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣

  B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)

  C.銅電極接直流電源的負(fù)極

  D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),有0.1molCu2O生成

  10.下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 ( )

  A.粗銅板體作陽(yáng)極

  B.電解時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

  C.粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì),電解后以單質(zhì)形式沉積槽底,形成陽(yáng)極泥

  D.電解銅的純度可達(dá)99.95%~99.98%

  11.電解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí),理論上析出金屬質(zhì)量最大的是 ( )

  A.0.10mol/L Ag+ B.0.20mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+

  12.生物燃料電池(BFC)是以有機(jī)物為燃料,直接或間接利用酶作為催化劑的一類(lèi)特殊的燃料電池,其能量轉(zhuǎn)化效率高,是一種真正意義上的綠色電池,其工作原理如圖所示。已知C1極的電極反應(yīng)式為: C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 ( )

  A.C1極為電池負(fù)極,C2極為電池正極

  B.C2極的電極反應(yīng)式為O2+4H+ +4e-===2H2O

  C.該生物燃料電池的總反應(yīng)為:C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

  D.電子由C2極經(jīng)外電路導(dǎo)線流向C1極

  13.鉛蓄電池是典型的可充電池,在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用,其充電、放電按下式進(jìn)行:

  Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O,有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是 ( )

  A.放電時(shí),蓄電池內(nèi)電路中H+向負(fù)極移動(dòng)

  B.放電時(shí),每通過(guò)1mol電子,蓄電池就要消耗2molH2SO4

  C.充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng):PbSO4 +2e-=Pb+SO42-

  D.充電時(shí),鉛蓄電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連

  14.下列說(shuō)法正確的是 ( )

  A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的數(shù)目為阿伏加德羅常數(shù)的值

  B.與Al反應(yīng)生成H2的無(wú)色溶液中,一定可以大量存在Na+、NO3―、Cl―、NH4+

  C.用鉑電極電解CuSO4溶液片刻,停止通電,若加入一定質(zhì)量Cu(OH)2可得初始溶液

  D.1 mol CH4在反應(yīng)①與②中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同

 、貱H4+4NO2=4NO+CO2+2H2O

 、贑H4+4NO=2N2+CO2+2H2O

  15.Z為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y為石墨電極。接通電路后,發(fā)現(xiàn)Z上的d點(diǎn)顯紅色。下列說(shuō)法正確的是( )

  A.接通電路后,水槽中溶液的pH不變

  B.b是正極,Y電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

  C.同溫同壓F,X、Y兩電極上產(chǎn)生氣體的體積相等

  D.d點(diǎn)顯紅色是因?yàn)榻油娐泛驩H-向d點(diǎn)移動(dòng)

  16.已知氧元素有16O、18O兩種核素,按中學(xué)化學(xué)知識(shí)要求,下列說(shuō)法正確的是 ( )

  A.Na2O2與H218O反應(yīng)時(shí)生成產(chǎn)生18O2氣體

  B.向2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡體系中加入18?O2,結(jié)果18?O2只出現(xiàn)在產(chǎn)物中

  C.CH?3?COOH和CH3CH?218?OH發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物中分子式為H218?O

  D.用惰性電極電解含有H218?O的普通水時(shí),陽(yáng)極可能產(chǎn)生三種相對(duì)分子質(zhì)量不同的氧分子

  17.將AsO43ˉ+2Iˉ+2H+ AsO33ˉ+I2+H2O設(shè)計(jì)成如右圖

  所示的電化學(xué)裝置,其中C1、C2均為石墨棒。甲、

  乙兩組同學(xué)分別進(jìn)行下述操作:

  甲組:向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸

  乙組:向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液

  下列描述中,正確的是 ( )

  A.甲組操作過(guò)程中,C1做正極

  B.乙組操作過(guò)程中,C2做負(fù)極,電極反應(yīng)式為:AsO33ˉ+2eˉ+2OHˉ=AsO43ˉ+H2O

  C.兩次操作過(guò)程中,微安表(G)指針的偏轉(zhuǎn)方向相反

  D.甲組操作時(shí)該裝置為原電池,乙組操作時(shí)該裝置為電解池

  18.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列敘述不正確的是( )

  A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2

  B.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO2-4+4H2O

  C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1molK2FeSO4被氧化

  D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)

  19.普通水泥在固化過(guò)程中自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一物理化學(xué)特點(diǎn),科學(xué)家發(fā)明了電動(dòng)勢(shì)法測(cè)水泥的初凝時(shí)間。此法的原理如圖所示,反應(yīng)的總方程式為:

  2Cu+ Ag2O= Cu2O+Ag下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )

  A.工業(yè)上以黏土、石灰石和石英為主要原料來(lái)制造普通水泥

  B.負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2Cu+2OH--2e-==Cu2O + H2O

  C.測(cè)量原理示意圖中,電流方向從Cu 經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向Ag2O

  D.電池工作時(shí),溶液中 OH-向正極移動(dòng)

  20.使用氫氧燃料電池的公共汽車(chē)已在北京街頭出現(xiàn)。下列有關(guān)某種以30%KOH溶液為電解質(zhì)的氫氧燃料電池的說(shuō)法中,不正確的是 ( )

  A.正極反應(yīng):O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-

  B.負(fù)極反應(yīng):H2 - 2e- == 2H+

  C.當(dāng)正極消耗11.2 L O2時(shí),負(fù)極消耗22.4 L H2

  D.氫氧燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)化率高,而且產(chǎn)物是水,屬于環(huán)境友好電池

  21.銅的冶煉大致可分為:

 、俑患簩⒘蚧锏V進(jìn)行浮選;

  ②焙燒,主要反應(yīng)為:2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣);

 、壑拼帚~,在1200℃發(fā)生的主要反應(yīng)為:2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑;

 、茈娊饩珶。

  下列說(shuō)法正確的是 ( )

  A.上述灼燒過(guò)程的尾氣均可直接排入空氣

  B.由6mol CuFeS2生成6mol Cu,反應(yīng)共消耗18mol O2

  C.反應(yīng)2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑中,氧化劑只有Cu2O

  D.電解精煉時(shí),粗銅應(yīng)與外電源正極相連

  22.市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為L(zhǎng)i-ion的電池稱(chēng)為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列說(shuō)法不正確的是 ( )

  A.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式:Li-e- Li+

  B.充電時(shí),Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)

  C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

  D.放電過(guò)程中Li+向負(fù)極移動(dòng)

  23.出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是 ( )

  A.錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高

  B.在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用

  C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中慢

  D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程,但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程

  24.可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,鋁合金為負(fù)極,空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是 ( )

  A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí),正極反應(yīng)都為:O2+2H2O+4e-=4OH-

  B.以NaOH溶液為電解液時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓

  C.以NaOH溶液為電解液時(shí),電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變

  D.電池工作時(shí),電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極

  非選擇題

  25.(8分)Na與S反應(yīng)可以生成多種產(chǎn)物:Na2S,Na2S2……Na2S5。已知Na2S2的電子式為 則S32-的電子式為 。已知Na2S3+2HCl = 2NaCl+H2S↑+2S↓,試寫(xiě)出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式: 。工業(yè)上常用電解熔融NaCl制Na,事實(shí)上電解許多熔融的鈉的化合物也能制備N(xiāo)a,如NaOH、Na2CO3。試寫(xiě)出電解熔融NaOH的反應(yīng)方程式: ,若電解熔融Na2CO3時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生,則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 。

  26.(6分)右圖是一套電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,圖中C、D均為鉑電極,U為鹽橋,G是靈敏電流計(jì),其指針總是偏向電源正極。

 、臕s(砷)位于元素周期表中第四周期VA族,則Na3AsO4溶液的pH__________(填“>7”“<7”“=7”)。

 、葡駼杯中加入適量較濃的硫酸,發(fā)現(xiàn)G的指針向右偏移。此時(shí)A杯中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________,D電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________。

 、且欢螘r(shí)間后,再向B杯中加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液,發(fā)現(xiàn)G的指針向左偏移。此時(shí)整套實(shí)驗(yàn)裝置的總的離子方程式為_(kāi)____________________________。

  27.(6分)某課外活動(dòng)小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問(wèn)題。

  (1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。

  總反應(yīng)的離子方程式為 。

  有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào)) 。

 、偃芤褐蠳a+向A極移動(dòng)

 、趶腁極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)

 、鄯磻(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)相同的狀態(tài)(質(zhì)

  量和濃度均相同)

 、苋魳(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

  (2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。

  28.(6分)⑴將反應(yīng)2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq),設(shè)計(jì)成原電池其裝置如右圖。電極X的材料是__________;乙池中電極反應(yīng)為_(kāi)__;外電路中

  的電子流向__電極。

  ⑵工業(yè)用電解K2MnO4溶液的方法生產(chǎn)常見(jiàn)氫化劑KMnO4,其陽(yáng)

  極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。

 、且阎孩賈n(s)+1/2 O2(g)=ZnO(s);

  ΔH=-348.3 kJ/mol

 、赯n(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s);ΔH=-317.3 kJ/mol

  則1 mol Ag(s)和足量O2(g)完全反應(yīng)生成Ag2O(s)時(shí),放出的熱量為_(kāi)_____kJ。

  29.(6分) (1)短周期元素A、B、C、D,A元素的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的兩倍,B為地殼中含量最多的元素,C是原子半徑最大的短周期主族元素,C與D形成的離子化合物CD是常用的調(diào)味品。填寫(xiě)下列空白:

  (1)A單質(zhì)與B單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物有 (填化學(xué)式)。

  (2)B、C組成的一種化合物與水發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

  (3)如下圖所示,取一張用CD溶液浸濕的pH試紙平鋪在玻璃片上,取兩根石墨棒做電極,接通直流電源。一段時(shí)間后,b電極處的pH試紙上可觀察到的現(xiàn)象是 ,a電極的電極反應(yīng)式為 。

  (4)常溫下,相同體積的0.2mol?L—1CD溶液與0.1mol?L—1 C2AB3溶液中,陽(yáng)離子數(shù)目較多的是

  溶液(填化學(xué)式)。

  30.(12分)電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后,在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體。回答:

  (1)直流電源中,M為 極。

  (2)Pt電極上生成的物質(zhì)是 ,其質(zhì)量為 g。

  (3)電源輸出的電子,其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:2∶ ∶ ∶ 。

  (4)AgNO3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同) ,AgNO3溶液的pH ,H2SO4溶液的濃度 ,H2SO4溶液的pH 。

  (5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為 g。

  31.(11分)下圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。

  請(qǐng)回答:

  (1)B極是電源的 ,一段時(shí)間后,甲中溶液顏色 ,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,這表明 ,在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)。

  (2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí),對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為 。

  (3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,則H應(yīng)該是 (填“鍍層金屬”或“鍍件”),電鍍液是 溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)(此時(shí)乙溶液體積為500mL),丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為 ,甲中溶液的pH (填“變大”、“變小”或“不變”)。

  (4)若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是 。

  32.(9分)新型鋰離子電池在新能源的開(kāi)發(fā)中占有重要地位?捎米鞴(jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料,它的制備方法如下:

  方法一:將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3?COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰,同時(shí)生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。

  方法二:將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽(yáng)極,石墨為陰極,電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。

  在鋰離子電池中,需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì),該有機(jī)聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右:

  請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

  (1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過(guò)程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是 。

  (2)在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中,除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外,還有 、

  、 (填化學(xué)式)生成。

  (3)在方法二中,陽(yáng)極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 。

  (4)寫(xiě)出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

  (5)已知該鋰離子電池在充電過(guò)程中,陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵,則該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為 。

  33.(8分)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。

  請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

  (1)電池的負(fù)極材料為 ,發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;

  (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;

  (3)SOCl2易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;

  (4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行,原因是 。

  高三化學(xué)教案:電化學(xué)教案參考答案

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

  C A D B C D A C A C C D

  13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

  D D B D C C B B D D B A

  25.(8分)略(1分) S52-+2CH3COOH==2CH3COO—+H2S↑+4S↓(2分)

  4NaOH電解4Na+O2↑+2H2O↑(2分) 2CO32——4e—==2CO2↑+O2↑(2分)

  26.(6分)⑴>7(1分) ⑵無(wú)色溶液變成藍(lán)色(1分) AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O(2分)

 、荌2+AsO33-+H2O=2H++2I-+AsO43-或I2+AsO33-+2OH-=H2O+2I-+AsO43-(2分)

  27.(6分) (1)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-) (1分)

  2Cl-+2H2O電解Cl2↑+H2↑+2OH(2分)- ②④(2分)

  (2)Fe-2e-=Fe2+(1分)

  28.(6分)⑴Cu(1分) Fe3++e-=Fe2+(1分) Ag(1分)⑵MnO42――e-=MnO4―(1分)⑶15.5(2分)

  29.(6分) (1)CO、CO2(1分) (2)Na2O+H2O==2NaOH(1分)

  (3)試紙先變紅,隨后紅色區(qū)域擴(kuò)大,后被漂白褪色(2分)

  2H++2e-=H2↑(2H2O+2e-= H2↑+2OH-) (1分)

  (4)NaCl(1分)

  30.(12分) (1)正(1分)

  (2)Ag(1分) 2.16(2分)

  (3)2∶1/2∶1(2分)

  (4)不變(1分) 不變(1分) 增大(1分) 減小(1分)

  (5)45.18(2分)。

  31.(11分) (1)負(fù)極(1分) 逐漸變淺(1分) 氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷(1分)

  (2)1∶2∶2∶2 (2分)

  (3)鍍件(1分) AgNO3(1分) 5.4g(2分) 變小(1分)

  (4)Fe + Cu2+ 電解 Cu + Fe2+(1分)

  32.(9分) (1)為了防止亞鐵化合物被氧化(1分)

  (2)CO2 H2O NH3 (2分)

  (3)Fe+H2PO4-+Li+-2e-====LiFePO4+2H+(2分)

  (4)(2分)

  (5)FePO4+Li++e-====LiFePO4(2分)

  33.(8分)(1)鋰(1分) (1分)

  (2) (2分)

  (3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣體生成(1分) (1分)

  (4)鋰是活潑金屬,易與 、 反應(yīng); 也可與水反應(yīng)(2分)

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