旧人教版》第六章 电化学原理》本章学案

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第六章 电化学原理
第一课时 原电池原理及其应用
【考纲要求】
1.掌声判断某装置是否是原电池的方法。
2.会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式。
3. 会判断原电池工作时电解质溶液PH的变化。
4. 会对新型原电池工作原理的分析。
5.了解金属的腐蚀和防护。
6. 掌声原电池的有关计算。
教与学方案
【自学反馈】
1. 原电池
1.定义: 。
2.构成原电池的条件(1) (2) 。
(3) (4) 。
3.电极判断,负极:(1) 金属 ,(2)电子流 的极, (3)发生 反应的电极。
正极(1) 金属 ,(2)电子流 的极, (3)发生 反应的电极。
注意:(!) 原电池构成的本质条件:某一电极(负极)要能与电解质溶液的中某种成分反应。
(2)很活泼的金属单质不可做原电池的负极,如K、Na、Ca等
(3)在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)两极得失电子数相等
2. 燃料电池
它以还原剂(甲醇、氢气、一氧化碳、甲烷等作燃料)为负极反应物,以氧化剂(氧气、空气等) 为正极反应物。电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质。
【例题解析】
1.下列实验现象描述不正确的是 ( )
A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中, 铜片表面出现气泡
B. 用锌片作阳极, 铁片作阴极.电解氯化锌溶液, 铁片表面出现一层锌
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的烧杯中,加入几滴氯化铜溶液
解题思路: 。
易错点: 。
2.镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染镉的镍镉电池,镍氢电池的总反应是: H2 + 2NiO(OH)=2Ni(OH)2,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是 ( )
A. 电池放电时, 电池负极周围溶液的PH值不断增大
B. 电池放电时, 镍元素被氧化
C. 电池充电时,氢元素被还原
D, 电池放电时,H2是负极
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】
1.(04江苏高考题)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液, 电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是 ( )
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为: 2MnO2 + H2O(l) +2e- = Mn2O3(s) + 2OH-(aq)
C.电池工作时, 电子由正极通过外电路流向负极
D. 外电路中每通过度0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
思维方法: 。
展望高考:
2.(上海高考题)以下现象与电化腐蚀无关的是( )
A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B. 生铁比软铁心(几乎是纯铁)容易生锈
C. 铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗
思维方法: 。
展望高考:
【巩固练习】
课堂反馈
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．不使电池中渗泄出的电解液腐蚀其它物品
D．回收其中的石墨电极
2.铁棒与石墨棒用导线联接后浸入0.01mol/L的食盐溶液中，可能出现的现象是 ( )
A．铁棒附近产生OH－ B．铁棒逐渐被腐蚀
C．石墨棒上放出氯气 D．石墨棒上放出氧气
3.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH值 ( )
A．不变 B．先变小后变大
C．逐渐变大 D．逐渐变小
4.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是 ( )
A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3↓
B．2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe(OH)2↓
C．2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
D．Fe－3e－＝Fe3＋
5.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极上有大量气泡产生，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
6.熔融盐原料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO＋CO32－＝4CO2＋4e－
阴极反应式：
总电池反应式：
2、课外作业
1.某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，不能实现该反应的电池是( )
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液
B．正极为Cu，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Cu，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液
2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为： ( )
Zn+Ag2O+H2O===2Ag＋Zn(OH)2
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
3.钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是 ( )
（1）Fe由＋2价转化为＋3价；
（2）O2被还原；
（3）H＋被还原；
（4）有Fe2O3 H2O生成；
（5）杂质碳被氧化除去
A．（1）（2） B．（3）（4）
C．（1）（2）（3）（4） D．（1）（2）（3）（4）（5）
4.据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn＋O2＝2ZnO，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是 ( )
A．锌为正极，空气在负极反应
B．负极还原反应，正极氧化反应
C．负极的电极反应为：Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O
D．电池工作时溶液的pH降低
5.有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。该电池中反应的化学方程式：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O，则关于此燃料电池的下列说法正确的是（一个电子所带电量为1.6×10－19C） ( )
A．通入甲烷的电极为电池的正极，通入氧气的电极为负极
B．在标准状况下，每消耗5.6L O2，可向外提供9.6×104C的电量
C．通入甲烷电极的电极反应为：CH4＋10 OH――8e－＝CO32－＋7H2O
D．放电一段时间后，溶液的pH升高
6.将Al片和Cu片用导线联接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成的原电池。
（1）在这两个原电池中，负极分别为（ ）
A．Al片、Cu片 B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片 D．Cu片、Cu片
（2）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式 。
（3）写出插入稀氢氧化钠溶液中，形成原电池的电极反应式 。
7.称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上导管塞子，定时间测定生成氢气的体积。甲加入50ml pH＝3的盐酸，乙加入50ml pH＝3的醋酸，丙加入50ml pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌，请用“>”、“=”、“<”回答：
（1）开始时反应速率的大小为 ；
（2）三试管中参加反应的锌的质量为 ；
（3）反应终了，所需时间为 ；
（4）在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是 。
(8) 铜锌原电池工作时,当以稀H2SO4作电解质溶液,电路上通过约38600库仑的电量时,计算负极锌损耗了多少克？同时得到标准状况下的氢气多少升？
第六章 电化学原理
第二课时 电解原理及其应用
【考纲要求】
1. 判断某装置是否是电解池。
2. 理解电解原理、书写电解池工作时的电极反应式。掌握电解前后溶液 浓度和PH的变化。
3. 了解铜的电解精炼和电镀装置及原理。
4. 了解氯碱工业的反应原理。
5. 掌握有关电解的计算。
教与学方案
【自学反馈】
1. 电解
1.定义 。
2.电极判断: 阳极: 相连,发生 反应。
阴极: 相连,发生 反应。
3.电解时电极产物的判断
(1) 阳极产物判断
首先看电极材料,活泼金属做电极则金属失电子被氧化。如果是惰性电极则是溶液中易失电子的阴离子失电子被氧化。
(2) 阴极产物判断
根据阳离子放电顺序进行判断, 氧化性强的阳离子首先在阴极得电子被还原。
2. 电解原理的应用
1.电解饱和食盐水制取氯气和烧碱(氯碱工业)
阳极电极反应式: 。
阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
2.电解硫酸铜溶液
阳极电极反应式: 。
阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
3.电镀
镀件必须作 极. 镀层金属必须作 极.电解质溶液中必须含有 金属离子。
【例题解析】
1.用两支惰性电极插入500mlAgNO3溶液中,通电电解当电解溶液PH从此.6.0变为3.0时,(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质量是 ( )
A. 27mg B. 54mg C.108mg D.216mg
解题思路: 。
易错点: 。
2.用惰性电极电解下列溶液, 电解一断时间后,阴极质量增加, 电解液的PH下降的是( )
A.CuSO4 B.AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】
1.(上海高考题)电解CuCl2和NaCl的混合溶液,阴极和阳极上分别析出的物质是( )
A.H2和Cl2 B.Cu 和Cl2 C. H2和O2 D. Cu和O2
思维方法: 。
展望高考:
2.(03江苏高考题) 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
思维方法: 。
展望高考:
【巩固练习】
1、课堂反馈
1.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，加入一定量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是( )
A．CuCl2 [CuCl2] B．NaOH [NaOH]
C．NaCl [HCl] D．CuSO4 [Cu(OH)2]
2.在外界提供相同电量的条件下，Cu2＋＋2e－→Cu或Ag＋＋e－→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为 ( )
A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g
3.用石墨电极在一定温度下电解K2SO4饱和溶液m g。当阴极产生a mol气体时，从溶液中析出n g无水晶体。则剩余溶液的溶质质量分数是( )
A．n/(m-n) B．n/(9a+n) C．n/(18a+n) D．n/(36a+n)
4.在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4 10H2O晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 ( )
A．W / (W+18a) ×100％ B．W / (W+36a) ×100％
C．71W / 161(W+36a) ×100％ D．71W / 161(W+18a) ×100％
5.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是 ( )
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液pH不断增大，最后为7
6.用Pt做电极，电解串连电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200ml 0.3mol/L NaCl溶液和300ml 0.2mol/L AgNO3溶液，当产生0.56L（标准状况）CL2时停止电解，取出电极，将两杯溶液混合，混合液的pH为（设混合后总体积为500ml） ( )
A．14 B．5.6 C．7 D．12.6
课外作业
1.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是 ( )
A．粗铜板作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液
B．电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu2＋＋2e－＝Cu
C．粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D．电解铜的纯度可达99.95％～99.98％
2.在铁制品上镀一层锌，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件为阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件为阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
3.某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：
（1）阳极质量不变，（2）阴极质量增加，（3）电解液pH减小，则应选用的电极是 ( )
A．阴阳两极都用石墨
B．铜作阳极，铁作阴极
C．铁作阳极，铜作阴极
D．铂作阳极，铜作阴极
4.用铂作电极电解下列溶液，当消耗相同电量时，在阴极上有金属析出且溶液的pH下降的是 ( )
A．KCl B．CuCl2 C．CuSO4 D．HCl
5.将含有0.4mol Cu(NO3)2和0.4mol KCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上能析出0.3mol铜，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积约为 ( )
A．3.36L B．大于5.6L小于6.72L
C．6.72L D．大于3.36L小于5.6L
6.在H2O中加入等物质的量的Ag＋、Na＋、Ba2＋、NO3－、SO42－、Cl－，该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是 ( )
A．1:8 B．8:1 C．35.5:108 D．108:35.5
7.在50ml 0.2mol/L 硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水蒸发）。则：
（1）若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化 。
（2）若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 。
（3）如不考虑氢离子在阴极上放电，当电路中有0.04mol e－通过时，阴极增重 g，阴极上的电极反应式是 。
8.在500g CuSO4溶液中插入两根电极，一电极为铁，一电极为含杂质锌均匀的粗铜。通电一段时间后，切断电源，立即将电极取出，这时铁电极上析出7.04g铜，电解质溶液增重0.02g。求粗铜中锌的质量分数。
第六章 电化学原理
第三课 胶体的性质及应用
【考纲要求】
1. 从胶体与其它分散系的本质差异出发,考查鉴别胶体与溶液的常用方法。
2. 运用胶体的性质解释生活中的实际问题。
3.考查对溶解度概念的理解。
教与学方案
【自学反馈】
1. 胶体的本质特征:分散质微粒直径在 之间。
2. 胶体的制备
(1) 水解法 : 如制Fe(OH)3胶体。将1~2 ml饱和FeCl3滴入20ml沸水中,加热至溶液呈红褐色。
(2) 复分解反应法:如制AgI胶体。将0.01mol/L AgNO3溶液8~10滴,逐滴加入10ml同浓度的KI溶液中,边滴边振荡。
(3) 溶解法:淀粉和蛋白质溶解于水直接得到胶体。
3. 胶体的提纯 法。
4. 胶体的鉴别用 现象。
5.电荷中和或受热胶粒发生凝聚
6.胶体稳定的主要原因,同一胶体中的胶粒带 的电荷。
【例题解析】
[例1].已知AgI胶体微粒能吸附I-或Ag+,在10ml0.01mol/L的KI溶液中滴入8~10滴0.01mol/LAgNO3溶液后,将溶液装入半透膜袋中,并浸没在蒸馏水中,隔一段时间后,水中含有的离子最多的是 ( )
A. H+、OH - B. K+、I- C. Ag+、NO3- D.K+、NO3-
解题思路: 。
易错点: 。
[例2 ]用Cu(OH)2胶体做电泳实验时,阴极附近蓝色加深,往此胶体中加入下列物质时,不发生凝聚的是( )
A.海水 B.静置后的泥水 C.氢氧化铁胶体 D.葡萄糖溶液
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】
1.(全国高考题)下列关于胶体的叙述不正确的是( )
A.布朗运动是胶体微粒特有的运动方式,可以据此把胶体和溶液,悬浊液区别开来
B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔现象
C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过
D.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象
思维方法: 。
展望高考:
1. (全国高考题)用下列方法制备溶胶
1. 0.5mol/L的BaCl2溶液和等体积2mol/L的硫酸混合振荡;(2)把1ml饱和的FeCl3溶液逐滴加入20ml沸水中,边加边振荡;(3)把1ml水玻璃加入10ml 1mol/L的盐酸中,用力振荡,可行的是 ( )
A.只有(1)(2) B. 只有(1)(3) C. 只有(2)(3) D.(1)(2)(3)
思维方法: 。
展望高考:
【巩固练习】
课堂反馈
(1.下列事实与胶体性质无关的是( )
A．在豆浆里加入盐卤做豆腐
B．在河流入海处易形成沙洲
C．一束光线照射蛋白质溶液时，从侧面可以看到一束光亮的通路
D．三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀
2.在200ml沸水中滴加1ml饱和三氯化铁溶液，溶液的颜色是( )
A．变黄 B．变红 C．变浅 D．无变化
3.烟水晶、有色玻璃属于( )
A．固溶胶 B．凝胶 C．纯净物 D．晶体
4. 有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种胶体溶液，按甲和丙、乙和丁、丙和丁、乙和Fe(OH)3胶体两两混合，均出现胶体凝聚，则胶体微粒带负电荷的胶体溶液是 ( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
5.在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用除去大量烟尘，以减少对空气的污染，这种做法应用的主要原理是( )
A．电泳 B．渗析 C．凝聚 D．丁达尔现象
6.将某溶液滴加入Fe(OH)3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是( )
A．2mol/L H2SO4溶液 B．2mol/L NaOH溶液
C．2mol/L MgSO4溶液 D．硅酸溶胶
课外作业
1.下列有关分散系属于胶体的是 ( )
A．淀粉溶液 B．食盐水 C．牛奶 D．碘酒
2.某无水盐A的相对分子质量为152，t ℃时该盐的饱和溶液溶质的质量分数为0.25，向足量的此溶液中加入12g该无水盐，在保持温度不变的情况下析出30g该盐的晶体A nH2O，则n值约为 ( )
A．7 B．6 C．5 D．4
3.把质量分数为3a％的X溶液与a％的X溶液等体积混合后，其质量分数小于2a％，则X可能是下列物质中的 ( )
A．H2SO4 B．氨水 C．NaOH D．C2H5OH
4.在t ℃时，CuSO4的溶解度为s g。在该温度下，把s g CuSO4粉末加入（100＋s）g饱和CuSO4溶液中，得到一定量的蓝色晶体，若要将此蓝色晶体溶解成饱和溶液，所加水的质量是 ( )
A．100g B．（100＋s）g C．（100－s）g D．无法确定
5.Fe(OH)3胶体中常混有的FeCl3和HCl。试回答：
（1）鉴别溶液中存在FeCl3和HCl的方法是 ；
（2）除去胶体中混有的FeCl3和HCl的方法是 ；
6.将某温度下的KNO3溶液200g，蒸发掉10g水，恢复到原温度，或向其中加入10g KNO3固体，均可使溶液达到饱和。试计算：
（1）该温度下KNO3的溶解度；
（2）原溶液中溶质的质量分数。
笔记与反思
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