【新课标人教版】2013-2014学年高中化学(选修4):第四章 电化学基础(自主学习+课堂练习,5份)

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名称 【新课标人教版】2013-2014学年高中化学(选修4):第四章 电化学基础(自主学习+课堂练习,5份)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2013-09-14 17:23:33

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【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【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【 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________________________________ ___。【 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 。【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。
Zn
Cu
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