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溆浦县江维中学高中化学(选修4)第四章《电化学基础》导学案-------编制:李万书 2011.11.
【课 题】 第二节 化学电源
【学习目标】 1、了解电池的一般分类,
2、了解常见的化学电源的种类及其原理,知道它们在生产生活和国防中的应用
3、掌握几种典型化学电池的电极反应
【学习重难点】1、掌握几种典型电池的用途和特点.
2、掌握几种典型化学电池的电极反应。
【自主学习】
化学电池
1、概念:是 的装置
①、一次电池又称 电池——如:干电池
2、分类: ②、二次电池又称 ——如:蓄电池
③、燃料电池
①、能量转换效率高,供能稳定可靠
3、优点: ②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池,使用方便
③、易维护,可在各种环境下工作。
①、
4、电池优劣的判断标准: ②、
③、
一、一次电池
1、 碱性锌锰干电池:
负极( ): ;
正极( ): -
电池的总反应式为:
二、二次电池
1、铅蓄电池:⑴、放电的电极反应为:
负极: 正极:
总反应式:
⑵、充电的电极反应:
阳极: 阴极:
三、燃料电池
1、氢氧燃料电池(碱性)
⑴、电极反应:负极: 正极:
⑵、电池的总反应为:
⑶、优点:
[归纳总结]:四、书写由化学方程式书写电极反应式注意点:
①、找出 的物质,再确定正负极反应的物质;
②、利用 分别写出电极反应式;
③、负极失电子所得 和正极得电子所得 ,与溶液的酸碱性有关
④、验证:两电极反应式 和原化学方程式相同,则书写正确。
【课堂练习】 班级 姓名
1、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是 ( )
A、利用电池外壳的金属材料
B、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D、回收其中石墨电极
2、下列说法不正确的是 ( )
A.原电池中,负极上发生的反应是氧化反应 B.原电池中,电流从负极流向正极
C. 铜锌原电池中放电时,溶液中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动
D.碱性锰锌电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池
3、燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应是:X极:O2(g)+H2O(l)+2e-==2OH-
Y极:H2(g)+2OH---2e-==2H2O(l) 下列判断正确的是 ( )
A.X是正极 B.Y是正极
C.Y极发生还原反应 D.Y极发生氧化反应
4、据报道,美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池,锌电池具有容量大,污染少等优点,电池反应为2Zn+O2=2ZnO,原料为锌粒、电解液和空气.下列叙述正确的是 ( )
A.锌为正极,空气进入负极反应 B.负极反应为:Zn-Ze-=Zn2+
C.正极发生氧化反应 D.电解质溶液肯定不是酸溶液
5、一种新型燃料电池,它是用两根金属做电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通甲烷和氧气,其电池反应为:X极: Y极:
下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是 ( )
A.通过甲烷的电极(X)为电池的负极,通过氧气的电极(Y)为电池正极
B.放电一段时间后,电解质溶液中KOH的物质的量改变
C.在标准状况下,通过5.6L氧气,完全反应后有1.0mol的电子发生转移
D.放电时,通过甲烷的一极附近的pH升高
6、电子表所用的某种纽扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液是KOH溶液。电池总反应式为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag, 下列说法错误的是 ( )
A.该电池的正极是Zn,负极是Ag2O
B.该电池负极的电极反应式为:Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O
C.理论上该电池工作一段时间后,溶液中KOH的浓度不变
D.该电池工作时,电解质中的阴离子向负极移动
7、有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧, ( )
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子,电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子,电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后,溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
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1第四章《电化学基础》期末复习提纲
[知识概括]
一个反应:氧化还原反应 两个转化:化学能和电能的相互转化
三个条件:原电池、电解池和电镀池的形成条件
四个池子:原电池、电解池、 电镀池、精炼池
第一节 原电池
1、概念: _________
2、组成条件:①__________________________②____________________
③
3、电子流向:外电路: 极——导线—— 极
内电路:盐桥中 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中 离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:
负极: 反应: (较活泼金属)
正极: 反应: (较不活泼金属)
总反应式:
5、正、负极的判断:
(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向
(3)从电流方向
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向
6、电解质溶液的选择:选择与电极越容易反应的电解质溶液越好。
7、原电池的设计
以氧化还原反应为基础,首先要确定原电池的正、负极,电解质溶液及电极反应;再利用基础知识书写电极反应式,参照Zn-Cu-H2SO4原电池模型处理问题。如根据反应:Cu+2FeCl3=2CuCl2+2FeCl2设计一个原电池,为: 作负极,
作正极 作电解质溶液,负极反应为: 正极反应为:
第二节 化学电池
一、一次电池
1、一次电池:活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度,就不能使用的电池,也叫
2、常见一次电池: 、 、锌银电池、锂电池等
3、电极反应:碱性锌锰电池
负极:锌: 二氧化锰:
总反应式:
二、二次电池
1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池
放电:作 池 负极(铅):
正极(氧化铅):
总反应式:
充电:作 池 阴极:
阳极:
总反应式:
三、燃料电池
1、燃料电池:
2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。燃料电池的电极反应式与其电解质的酸碱性紧密联系。
当电解质溶液呈酸性时:
负极: 正极:
当电解质溶液呈碱性时:
负极: 正极:
3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
第三节 电解池
一、电解原理
1、电解池: 也叫电解槽
2、电解: 的过程
3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程
4、电子流向:
(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极
5、电极名称及反应:
阳极:与直流电源的 相连的电极,发生 反应
阴极:与直流电源的 相连的电极,发生 反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应:
阳极: ( 反应)阴极: ( 反应)
总反应式:
☆规律总结:电解反应离子方程式书写:
(1)分清电极:阳极和阴极
(2)先看电极材料再分析溶液:阳离子和阴离子
(3)放电顺序:阳离子的放电顺序
阴离子的放电顺序
(4)牢记守恒:原子守恒、电荷守恒和电子守恒
(5)电极反应必须写离子放电,总反应中弱电解质写化学式
(6)注明条件:总反应一定要注明条件---通电(或电解)
注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
阳极: 阴极:
总反应式:
2、电镀:应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
(1)电极、电解质溶液的选择:
阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M— ne — == M n+
阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面 M n+ + ne — == M
电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液
镀铜反应原理
阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,
电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液
(2)电镀应用之一:铜的精炼
阳极: ;阴极: 电解质溶液:
3、电冶金
(1)、电冶金:使矿石中的 获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝
(2)、电解氯化钠:
阳极:2Na+ + 2e— == 2Na 阴极:2Cl— — 2e— == Cl2↑
第四节 金属的电化学腐蚀和防护
一、金属的电化学腐蚀
(1)金属腐蚀: 的现象。
(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子 电子而被氧化的过程
(3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀—
电化学腐蚀—
(4)、电化学腐蚀的分类:
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2等气体)
②电极反应:负极: (氧化反应)正极: (还原反应)
总反应式:
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件:水膜的酸性很弱或中性
②电极反应:负极: (氧化反应)
正极: (还原反应)
总反应式:
Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O(铁锈主要成分)
规律总结:
金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等溆浦县江维中学高中化学(选修4)第四章《电化学基础》导学案-------编制:李万书 2011.12.
【 课 题 】 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【学习目标】1、知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
2、能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
3、知道防护金属腐蚀的方法。
【学习重点】金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护
【学习难点】金属发生吸氧腐蚀的电化学原理
【自主学习】
一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质 发生 而引起损耗的现象。一般可分为 腐蚀和 腐蚀。
化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如 、 、 等)或非电解质液体(如 )等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的 腐蚀,温度越高,化学腐蚀越 。
电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生 反应, 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往 发生,但 腐蚀更普遍,速度更快,危害更严重。
2、电化学腐蚀 (以钢铁为例)
(1)析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)
负极: 正极:
总方程式:
(2) 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)
负极: 正极:
总方程式:
离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:
铁锈的主要成分是 , 阻止钢铁继续腐蚀。(能、不能)
二、金属的防护
1、金属的防护
覆盖保护膜(涂油漆,电镀,钝化等)
改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬)
电化学保护
牺牲阳极阴极保护法(较活泼金属作 极,钢铁作 极被保护)
外加电流阴极保护法(外加电流,使钢铁被迫成为 极受保护)
【课堂练习】 班级 姓名
1. 下列叙述不正确的是 ( )
A. 金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 B. 钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C. 用铝质铆钉接铁板,铁板易被腐蚀 D. 原电池电路中电子由负极流入正极
2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是 ( )
A. 黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿 B. 生铁比纯铁容易生锈
C. 铁质配件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D. 银质物品久置表面变暗
3. 下列防腐措施中,利用原电池反应使主要金属得到保护的是 ( )
A. 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B. 在金属中加入一些铬或镍制成合金
C. 在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭
D. 金属表面喷漆
4. 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:
2Fe+2H2O+O2 == 2Fe2++4OH-。以下说法正确的是 ( )
A. 负极发生的反应为:Fe-2e- === Fe2+
B. 正极发生的反应为:2H2O+O2+2e- === 4OH-
C. 原电池是将电能转变为化学能的装置
D. 钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
5. 下列情况下,埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是 ( )
A. 潮湿疏松透气的土壤中 B. 含铁元素较多的酸性土壤中C. 干燥致密不透气的土壤中 D. 含碳量较高,潮湿透气的中性土壤中
6. 分别放置在下图所示装置(都盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液)中的四个相同的纯锌片,腐蚀最慢的是 ( )
7. 切过咸菜的钢刀未及时清洗,第二天刀上便出现锈斑,试用有关电极反应式、化学方程式表示Fe(OH)3的生成过程。
(1)负极______________________;正极______________________。
(2)化学方程式______________________、______________________。
8. 如图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)中反应的离子方程式为
。
(2)中反应的电极反应:
Fe: ,
Sn: ,Sn极附近溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)中被腐蚀的金属是 ,其电极反应式为 。比较图(1)(2)(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 。溆浦县江维中学高中化学(选修4)第四章《电化学基础》导学案-------编制:李万书 2011.12.
【 课 题 】 第三节 电解池 (第二课时)
【学习目标】了解氯碱工业,电镀,冶金的原理
【学习重点】理解电解原理和应用。
【学习难点】理解电解原理,电解产物的判断 。
【自主学习】
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水制 、 和
阳极(放电顺序:Cl―>OH―): ( 反应)
阴极(放电顺序:H+>Na+): ( 反应)
总反应:
2、电镀
(1)电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2)电镀的主要目的是使金属增强 、增加 和 。
(3)镀层金属:通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,Cr、Zn、Ag、Cu等
(4) 作阳极; 作阴极; 作电镀液。
如在铁制品上镀铜:阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO4溶液
电极反应:阳极(Cu) 阴极(Fe)
3、电解精炼铜
粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),须利用电解的方法精炼粗铜。
作阳极, 作阴极,用 溶液作电解液。
阳极: 阴极:
比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
4、电冶金
(1) 本质:利用电解使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来
(2) 适用范围:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al
电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
【课堂练习】
班级 姓名
1.下列叙述中不正确的是 ( )
A.电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应
B.原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极
C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化作用
D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢
2、下列图示中关于铜电极的连接错误的是 ( )
7、关于电解NaCI水溶液,下列叙述正确的是 ( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后落液呈中性
8、下列描述中,不符合生产实际的是 ( )
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极
11、下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是 ( )
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl- -2e-= Cl2 ↑
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu -2e- == Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e- == Fe2+
13、如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞液,在F极附近显红色。试回答以下问题:
(1) 电源A极的名称是_______。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是________________ ___。
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是____________。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是
_______,电镀液的主要成分是_________(填化学式)。
(5)装置丁中的现象是_________________________________ _____,
说明________________________________ ___。《电化学基础》单元测验
一、选择题(本题包括16小题,每题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1.铜片和锌片用导线连接后插入稀H2SO4中,锌片是 ( )
A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极
2.在理论上可设计成原电池的化学反应是 ( )
A.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH>0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O(l) ΔH>0
C.CaC2(s)+2H2O(l)―→Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ΔH<0
D.CH4(g)+2O2(g)―→CO2(g)+H2O(l) ΔH<0
3.关于原电池的叙述正确的是 ( )
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同金属
B.原电池是把化学能转变为电能的装置
C.在铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.18 g铅溶解,正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出
D.原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化还原反应
4.镍镉(Ni Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是 ( )
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变 D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
5.某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,能实现该反应的原电池是 ( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
6.将等物质的量K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均匀后,置于指定容器中,加入足量的水,经搅拌、静置、过滤。取滤液,用铂电极电解该滤液一段时间。则两个极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为 ( )
A.35.5∶108 B.108∶35.5
C.8∶1 D.1∶2
7.对于锌—铜—稀H2SO4组成的原电池装置中,当导线中有1 mol 电子通过时,理论上的两极变化是 ( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g,③铜片上析出1 g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
8.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:
2Fe+2H2O+O2===2Fe2++4OH-。以下说法正确的是 ( )
A.负极发生的反应为:Fe-2e-===Fe2+ B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e-===4OH-
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
9.X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,W、Y相连时,W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动顺序是 ( )
A.X>Z>W>Y B.Z>X>Y>W C.X>Y>Z>W D.Y>W>Z>X
10.pH=a的某电解质溶液中,插入两只惰性电极,通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是 ( )
A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4
11.CuI是一种白色难溶于水的固体,以石墨作阴极,铜为阳极组成电解池,含有酚酞和淀粉KI的溶液作电解液,电解开始一段时间,阴极区溶液变红,阳极区为无色,电解相当长时间后,阳极区才呈深蓝色,则电解开始阶段的电极反应为 ( )
A.阳极:Cu-2e-===Cu2+ 阴极:Cu2++2e-===Cu
B.阳极:2Cu+2I--2e-===2CuI 阴极:2H++2e-===H2↑
C.阳极:2I--2e-===I2 阴极:2H++2e-===H2↑
D.阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑ 阴极:4H++4e-===2H2↑
12.如下图所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是 ( )
A.4>2>1>3
B.2>1>3>4
C.4>2>3>1
D.3>2>4>1
13.下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是 ( )
A.镀铝塑料 B.食品罐头盒(镀锡)
C.白铁水桶(镀锌) D.镀银铜质奖章
14.(2008·全国Ⅰ理综)电解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04 mol电子时,理论上析出金属质量最大的是 ( )
A.0.10 mol/L Ag+ B.0.20 mol/L Zn2+
C.0.20 mol/L Cu2+ D.0.20 mol/L Pb2+
15.如下图所示是根据图甲的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响),这个量x是表示 ( )
A.各电解池析出气体的体积
B.各电解池阳极质量的增加量
C.各电解池阴极质量的增加量
D.各电极上放电的离子总数
16.将铁片和锌片放在盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中,如下图所示。最先观察到变为红色的区域为 ( )
A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和Ⅳ
C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(12分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:
(1)若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的______棒,乙池中的_______棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_____________________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是____________________,乙池中碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③若乙池转移0.02 mol e-后停止实验,池中溶液体积是200 mL,则溶液混匀后的pH=______。
18.(12分)(2009·山东理综)Zn MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2 NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是_______。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2 NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是__________________。若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为________g。
19.(12分)铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制取氧气装置的气密性,然后按上图所示连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为:①直形导管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形导管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于___________。
(2)仪器A的名称为____________,其中装的药品可以是________,其作用是________。
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为______________________________________________。
决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
20.(16分)已知金属活动相差越大,形成原电池时越容易放电。请根据如图装置,回答下列问题:
(1)各装置名称是:A池__ ____,B池_ ____,C池_____。
(2)写出电极上发生的反应:① ,
③ ,
⑤ 。
(3)当电路上有2 mol电子流过时,①极上质量变化______g,⑥极上质量变化______g。
(4)反应进行一段时间后,A、B、C三池中电解质溶液浓度不变的是________。溆浦县江维中学高中化学(选修4)第四章《电化学基础》导学案-------编制:李万书 2011.12.
【课 题】 第三节 电解池 (第一课时)
【学习目标】
1、理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;
2、能书写电极反应式及总反应式,培养分析归纳知识的能力。
【学习重点】
理解电解原理和惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
【学习难点】
理解电解原理,电解产物的判断 。
【自主学习】
一、电解原理 (以电解CuCl2水溶液为例)
1.电极
阳极—与电源 极相连 阴极—与电源 极相连
隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)
活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)
2.电极反应
阳极: ( 反应)
阴极: ( 反应)
总反应方程式:
放电:阴离子 电子或阳离子 电子的过程叫放电。
3.电解:电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起 反应的过程叫电解。
电解池:把 能转化为 能的装置叫电解池或电解槽。
4.离子的放电顺序
阴极:(阳离子在阴极上的得电子能力顺序)
阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的失电子能力顺序
(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电
5.电解规律:
(1) 电解质分解型:无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解,水不参加反应
(2) 电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸等溶液的电解,只有水参加
(3) 放氢生碱型:电解活泼金属的无氧酸盐时,电解质的阴离子和水电离的H+放电,溶质和水都参加反应,pH增大
(4) 放氧生酸型:电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电,溶质和水都参加反应,pH减小。
【课堂练习】 班级 姓名
1、用惰性电极实现电解,下列说法正确的是 ( )
A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
2、用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,电解液的pH增大了的是( )
A、H2SO4 B、KOH C、AgNO3 D、Na2SO4
3、右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是 ( )
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
4、把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( )
A.1︰2︰3 B.3︰2︰1 C.6︰3︰1 D.6︰3︰2
5、从H+ .Cu2+. Na+. SO42-. Cl-五种离子中选择适当的离子组成电解质,以石墨棒为电极进行电解。
(1)电解时电解质质量减小,水量不变,应选用的电解质是_________
(2)电解时电解质质量不变,水量减小,应选用的电解质是_________
(3)电解时电解质质量和水量都减小,应选用的电解质是
6、按右图装置进行实验,并回答下列问题
⑴判断装置的名称:
A池为 B池为
⑵ 铜极为_ __极,电极反应式为 ,石墨棒C1为____极,电极反应式为 ,石墨棒C2附近发生的实验现象为
⑶当C2极析出224mL气体(标准状态),锌的质量变化(增加或减少) g. CuSO4溶液的质量变化了(增加或减少了) g
Zn
C2
Cu
C1
A
B
CuSO4溶液
KCl酚酞溶液高考学习网( www.),您身边的高考专家
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溆浦县江维中学高中化学(选修4)第四章《电化学基础》导学案-------编制:李万书 2011.11.
【课 题】 第一节 原电池
【学习目标】体验化学能与电能相互转化的过程
【学习重点】初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
【学习难点】通过对原电池实验的研究,从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
【自主学习】
温习旧知:1、原电池是________________的装置。原电池反应的本质是______________反应。
2、如右图所示的原电池:
(1)当电解质溶液为稀H2SO4时: Zn电极是____(填“正”或“负”)极,其电极反应为_______________,该反应是______(填“氧化”或“还原”,下同)反应; Cu电极是______极,其电极反应为_______________,该反应是_________反应。
(2)当电解质溶液为CuSO4溶液时: Zn电极是____极,其电极反应为_____________,该反应是________反应;Cu电极是____极,其电极反应为_______________,该反应_________反应.
学习新知:
一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究
改进后的装置如右图所示,它能产生持续、稳定的电流。
电极反应
片(-): 反应;
片(+): 反应
总反应式:
盐桥的作用
二、由两个半电池组成原电池的工作原理
(1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以适当方式连接,可以获得电流。
①在这类电池中,用 较强的物质作为负极,负极向外电路提供电子; 用 较强的物质作为正极,正极从外电路得到电子。
②在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
(2)组成原电池的条件
① 。② 。
③ 。④ 。
(3)原电池的正负极的判断方法
根据电子流动方向判断:
根据电极材料判断:
根据原电池电极发生的反应判断:
【课堂练习】
班级 姓名
1. 下列叙述中,金属甲的活动性一定比金属乙的活动性强的是 ( )
A. 在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B. 同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C. 甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D. 将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
2. 形成原电池的条件一般有:① 电解质溶液;② 两个电极;③ 能自发地发生氧化还原反应;④ 形成闭合回路,请根据上述条件判断下列装置中属于原电池的是 ( )
3. X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( )
A. X>Y>Z B. X>Z>Y C. Y>X>Z D. Y>Z>X
4. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,
b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A. a > b > c > d B. a > c > d > b C. c > a > b .> d D. b > d > c > a
5. 下列装置能够组成原电池,产生电流的是 ( )
6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化 ( )
A. 不变 B. 先变大后变小 C. 逐渐变大 D. 逐渐变小
7. Cu、Fe作两极,稀硫酸作电解质溶液的原电池中:①Cu作____极,②Fe作____极;电极反应式是:负极_____ ____,正极___ ______,总反应式是____ ______。
8.(1)将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池(画出装置示意图)。
(2)判断正负极并写出电极反应。
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Cu
Zn
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