2011届高考化学总复习课件（人教）系列 第八章 实验探究 电化学原理在实验中的应用
文档属性
| 名称 | 2011届高考化学总复习课件（人教）系列 第八章 实验探究 电化学原理在实验中的应用 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 315.6KB | ||
| 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 | 2010-09-28 12:15:00 | ||
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文档简介
课件14张PPT。 电化学原理在生产、生活中的应用非常广泛，在化学实验中的作用亦不可低估。如改变反应速率、制备通常方法难以制备的物质等很多方面，现分别列举如下：
应用一 加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。如实验室制H2时，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，就能使产生H2的反应速率加快。实验探究电化学原理在实验中的应用 应用二 比较金属活动性的强弱
两种金属分别做原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
应用三 制备通常方法难以制备的物质
电解是最强有力的氧化还原手段，可以制备F2等氧化性很强的物质，也可以制备Na、Mg、Al等还原性很强的物质等。
应用四 利用有关量的关系进行某些测量或测定
可以利用电子与物质间的关系测元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等。【实验探究1】用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L O2（标准状况），则可知M的原子量为 （ ） 解析 本题意在考查学生对电解原理的理解，并以
电解原理为素材，考查学生思维的敏捷性。
由题干可知，在用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两
极发生的反应是：阳极：4OH--4e- 2H2O+O2↑
阴极：Mx++xe- M
已知阳极上有b L氧气（标准状况）生成，其物质的量为 mol，从阳极反应来看,应有 mol电子转移，因为在阴极上也应有同样物质的量的电子转移，设
Ar（M）为M的相对原子质量，则
答案 C【实验探究2】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的
工艺流程如下：
（1）精制过程中反应的离子方程式为 。
（2）电解过程的总反应方程式为 。
（3）电解槽阳极产物可用于
（至少写出两种用途）。（4）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：根据上述数据，脱盐的主要工序应为 、 。
脱盐后的碱液含NaOH约50%，含NaCl仅约2%，NaCl能
够从溶液中大量析出的原因是 。答案 （1）Ba2++SO BaSO4↓，
Mg2++2OH- Mg（OH）2↓，
Ca2++CO CaCO3↓，Ba2++CO BaCO3↓
（2）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、
合成塑料等（任选两种）
（4）蒸发浓缩 过滤 蒸发过程中溶剂（水）大量减
少，Na+浓度显著增大促进NaCl的沉淀溶解平衡向沉
淀方向移动（或：Na+浓度显著增大抑制了NaCl的溶
解）电解【实验探究3】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为 。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式： ；
负极反应式： 。
方案Ⅲ.结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验
证Fe、Cu活动性的简单实验方案（与方案Ⅰ、Ⅱ不
能雷同）： ，
用离子方程式表示其反应原理： 。 解析 比较或验证金属活动性方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理，负极是较活泼的金属；也可以利用金属单质间的置换反应来完成。
答案 方案Ⅰ:Fe+2H+ Fe2++H2↑
方案Ⅱ:
2H++2e- H2↑
Fe-2e- Fe2+
方案Ⅲ:把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质
Fe+Cu2+ Cu+Fe2+【实验探究4】 （1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应： ；
银片上发生的电极反应： 。
（2）若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积（标准状况）；
②若已知电子电荷为1.60×10-19 C，通过导线的电量为3.85×104 C，试计算阿伏加德罗常数NA。解析 （1）锌片与银片和稀硫酸构成原电池,锌片为
负极，发生氧化反应：Zn-2e- Zn2+;银片为正极,
发生还原反应：2H++2e- H2 。
（2）①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗
的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+ Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
60 g-47 g=13 g x
x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L
②反应消耗的锌为:13 g÷65 g/mol=0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2+时，转移2 mol e-，则通过的电量可
表示为：0.20 mol×2×NA×1.60×10-19 C=3.85×104 C
解之得：NA=6.02×1023 mol-1。
答案 （1）Zn-2e- Zn2+ 2H++2e- H2↑
（2）①4.48 L ②6.02×1023 mol-1返回
应用一 加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。如实验室制H2时，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，就能使产生H2的反应速率加快。实验探究电化学原理在实验中的应用 应用二 比较金属活动性的强弱
两种金属分别做原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
应用三 制备通常方法难以制备的物质
电解是最强有力的氧化还原手段，可以制备F2等氧化性很强的物质，也可以制备Na、Mg、Al等还原性很强的物质等。
应用四 利用有关量的关系进行某些测量或测定
可以利用电子与物质间的关系测元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等。【实验探究1】用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L O2（标准状况），则可知M的原子量为 （ ） 解析 本题意在考查学生对电解原理的理解，并以
电解原理为素材，考查学生思维的敏捷性。
由题干可知，在用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两
极发生的反应是：阳极：4OH--4e- 2H2O+O2↑
阴极：Mx++xe- M
已知阳极上有b L氧气（标准状况）生成，其物质的量为 mol，从阳极反应来看,应有 mol电子转移，因为在阴极上也应有同样物质的量的电子转移，设
Ar（M）为M的相对原子质量，则
答案 C【实验探究2】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的
工艺流程如下：
（1）精制过程中反应的离子方程式为 。
（2）电解过程的总反应方程式为 。
（3）电解槽阳极产物可用于
（至少写出两种用途）。（4）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：根据上述数据，脱盐的主要工序应为 、 。
脱盐后的碱液含NaOH约50%，含NaCl仅约2%，NaCl能
够从溶液中大量析出的原因是 。答案 （1）Ba2++SO BaSO4↓，
Mg2++2OH- Mg（OH）2↓，
Ca2++CO CaCO3↓，Ba2++CO BaCO3↓
（2）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、
合成塑料等（任选两种）
（4）蒸发浓缩 过滤 蒸发过程中溶剂（水）大量减
少，Na+浓度显著增大促进NaCl的沉淀溶解平衡向沉
淀方向移动（或：Na+浓度显著增大抑制了NaCl的溶
解）电解【实验探究3】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为 。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式： ；
负极反应式： 。
方案Ⅲ.结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验
证Fe、Cu活动性的简单实验方案（与方案Ⅰ、Ⅱ不
能雷同）： ，
用离子方程式表示其反应原理： 。 解析 比较或验证金属活动性方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理，负极是较活泼的金属；也可以利用金属单质间的置换反应来完成。
答案 方案Ⅰ:Fe+2H+ Fe2++H2↑
方案Ⅱ:
2H++2e- H2↑
Fe-2e- Fe2+
方案Ⅲ:把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质
Fe+Cu2+ Cu+Fe2+【实验探究4】 （1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应： ；
银片上发生的电极反应： 。
（2）若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积（标准状况）；
②若已知电子电荷为1.60×10-19 C，通过导线的电量为3.85×104 C，试计算阿伏加德罗常数NA。解析 （1）锌片与银片和稀硫酸构成原电池,锌片为
负极，发生氧化反应：Zn-2e- Zn2+;银片为正极,
发生还原反应：2H++2e- H2 。
（2）①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗
的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+ Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
60 g-47 g=13 g x
x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L
②反应消耗的锌为:13 g÷65 g/mol=0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2+时，转移2 mol e-，则通过的电量可
表示为：0.20 mol×2×NA×1.60×10-19 C=3.85×104 C
解之得：NA=6.02×1023 mol-1。
答案 （1）Zn-2e- Zn2+ 2H++2e- H2↑
（2）①4.48 L ②6.02×1023 mol-1返回