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1、2022年高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 原電池與電解教案
一、電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)
電化學(xué)中有原電池與電解池的不同點(diǎn);原電池的工作原理以及電解池的工作原理;兩極反應(yīng)的判斷和書寫;電化學(xué)的應(yīng)用是重點(diǎn)要掌握的。
知識(shí)點(diǎn)的歸納,網(wǎng)絡(luò)圖:
1.常見的電池
【問(wèn)】①構(gòu)成原電池的材料是什么呢?②原電池的原理是什么呢?③它的原理與電解池有什么不同?④常見的電池的類型?
電池的種類鋅錳電池(干電池)、鉛蓄電池、燃燒電池(氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池)等。
【問(wèn)】①電池的兩極各發(fā)生了什么反應(yīng)?②電池正、負(fù)兩極應(yīng)該如何確定?它的兩極與電解池的兩極有什么不同點(diǎn)?③在可逆電池中,充電、放電過(guò)程是應(yīng)用了原
2、電池的原理還是電解池的原理?可逆電池和不可逆電池
【問(wèn)1】請(qǐng)舉例說(shuō)明不可逆電池(展示學(xué)生解剖的干電池)?干電池的兩極材料是什么?電解質(zhì)溶液是什么??jī)蓸O反應(yīng)式如何書寫?總反應(yīng)如何書寫?
總反應(yīng):Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+H2↑
【問(wèn)2】還有什么實(shí)例呢??jī)蓸O材料是什么呢?電解質(zhì)溶液是什么呢?
什么是可逆電池呢?(看前面的圖)誰(shuí)能寫出兩極反應(yīng)式?總反應(yīng)式又如何書寫呢?教師指導(dǎo)學(xué)生書寫)鉛蓄電池
【練習(xí)】書寫兩極反應(yīng)式。
若有:(1)銅、鋅、稀硫酸
(2)銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕
(3)鋅、鐵放在食鹽水中
(4)氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負(fù)極為H2O,正極則有
3、大量的氫氧根生成)
(5)甲烷燃燒電池(電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子,在堿性條件下
燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是:負(fù)極:化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);正極:化合價(jià)降低,得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。
2.分析電解應(yīng)用的主要方法和思路
【問(wèn)】電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點(diǎn)是什么呢?在電解時(shí)離子的放電規(guī)律是什么呢?
電解的結(jié)果:溶液的濃度、酸堿性有無(wú)變化?
放電規(guī)律:
陽(yáng)極:金屬陽(yáng)極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根
陰極:Ag+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Mg2+
3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
(1)無(wú)外接電源,可能是原
4、電池,依據(jù)原電池的形成條件判斷,主要有“三看”。
【問(wèn)】看什么呢?看電極;看溶液;看回路。
【問(wèn)】若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,并有回路,可能是什么池?
(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,可能是電解池或者是電鍍池。
當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同時(shí),則為電鍍池,其余的情況是電解池。
二、電化學(xué)的應(yīng)用
1.原電池原理的應(yīng)用
【問(wèn)】請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已經(jīng)復(fù)習(xí)的知識(shí)回答原電池原理的應(yīng)用及依據(jù)?
原電池原理的三個(gè)應(yīng)用和依據(jù):
(1)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷正極和負(fù)極,以確定金屬的活動(dòng)性。其依據(jù)是:原電池的正極上現(xiàn)象是:有氣體產(chǎn)生,電極質(zhì)量不變或增加;負(fù)極上的現(xiàn)象是:電極不斷溶解,質(zhì)
5、量減少。
(2)分析判斷金屬腐蝕的速率,分析判斷的依據(jù),對(duì)某一個(gè)指定金屬其腐蝕快慢順序是:作電解池的陽(yáng)極>作原電池的負(fù)極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。
(3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化,分析的思路是先分析電池反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)的變化,確定原電池的正極和負(fù)極,然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。
【練習(xí)】
1.下列五個(gè)燒杯中均有天然水
鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
2.電解規(guī)律的應(yīng)用
【問(wèn)】電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容?主要應(yīng)用是:依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。
【問(wèn)】如何恢復(fù)電解液
6、的濃度呢?(舉例說(shuō)明)電解液應(yīng)先看pH的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是:電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應(yīng)該加入的是氯化氫。
【問(wèn)】如果電解硫酸銅時(shí),要恢復(fù)原來(lái)的濃度應(yīng)該加入什么呢?氧化銅。
【問(wèn)】電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢?
一要:不僅考慮陰極、陽(yáng)極放電的先后順序,還應(yīng)該注意電極材料(特別是陽(yáng)極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。
【練習(xí)】
用石墨電極電解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不變的是______。
(1)HCl (2)NaOH (3)Na2SO4 (4)NaCl
以上的
7、四種溶液電解后,如何使其濃度恢復(fù)到原來(lái)的濃度呢?
3.綜合利用——實(shí)用電池與可逆電池
常見的電池應(yīng)用是:①干電池(Zn-Mn電池)日常生活和照明。
②鉛蓄電池應(yīng)用于國(guó)防、科技、交通、化學(xué)電源等。
③鋰電池密度小,壽命長(zhǎng)應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。
④燃燒電池污染小、能量轉(zhuǎn)化高,應(yīng)用于高科技研究。
⑤其它電池 鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營(yíng)作業(yè)。
三、典型習(xí)題分析
例題1如圖2-17,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性
8、電極。G為電流計(jì),K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液,K打開,接通電源一段時(shí)間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。
(1)外電源的正、負(fù)極分別是R為____,S為_____。
(2)A附近溶液的現(xiàn)象是_______,B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____。
(3)濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)____。
(4)當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,C、D中氣體逐漸減少,主要因?yàn)開___,有關(guān)的反應(yīng)式為_____。
例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通電一段時(shí)間后,兩極各出現(xiàn)氣體2.24L(
9、標(biāo)準(zhǔn)狀況),求原來(lái)溶液中CuSO4的濃度。
請(qǐng)同學(xué)們分析后給出答案。
例題3 人工生成鋁表面的氧化鋁保護(hù)膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽(yáng)極放入盛18%H2SO4溶液的電解槽。通電一定時(shí)間,設(shè)陽(yáng)極氧氣全部與鋁反應(yīng)。今有表面積約1.0dm2的鋁制品,放入電解槽,通入1A的電流1h(小時(shí)),已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3,則生成均勻的氧化膜的厚度是多少?
請(qǐng)同學(xué)們分析:
在從2molAl與1.5mol氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁可知,得失電子為6mol。根據(jù)此反應(yīng)計(jì)算出氧化鋁的物質(zhì)的量,再根據(jù)氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。
精選題
一、選擇題
1.銀鋅電池廣泛應(yīng)用
10、各種電子儀器的電源,它的充電和放電過(guò)程可以表示為:
反應(yīng)的物質(zhì)是 A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
2.應(yīng)用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解,當(dāng)電解溶液的pH從6變?yōu)?時(shí)(設(shè)陰極沒(méi)有H2析出,電解前后的溶液體積不變),電極上析出銀的質(zhì)量是
A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg
二、非選擇題
離子組成符合下列情況的電解質(zhì),進(jìn)行電解(各離子只能使用一次)。
(1)以碳棒為電極進(jìn)行電解,電解質(zhì)的含量減少,水量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積相同,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解的電極
11、反應(yīng)____,電解的總方程式是____。
(2)以鉑絲為電極進(jìn)行電解,水量減少,電解質(zhì)的含量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積為2∶1,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電極反應(yīng)式為____。
(3)惰性電解,電解質(zhì)的含量減少,水的含量也減少,pH下降,則電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解總的方程式____。
4.正在研究應(yīng)用鋅頂替鉛的電池,它可以減少環(huán)境污染容量又很大,其電池反應(yīng)為2Zn+O2=ZnO,其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請(qǐng)寫出:
(1)電極反應(yīng)____,____。
(2)估計(jì)該電解質(zhì)溶液應(yīng)該用____(強(qiáng)的酸或強(qiáng)的堿)。
5.定溫下,將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電
12、電解。當(dāng)陽(yáng)極逸出amol氣體時(shí),同時(shí)從溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶體,則原來(lái)飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。
6.某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來(lái)驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值,其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為:
①用直流電電解氯化銅溶液,所用儀器如圖2-18。
②在電流強(qiáng)度為IA,通電時(shí)間為ts后,精確測(cè)得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答:
(1)連接這些儀器的正確順序?yàn)椋ㄓ脠D中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示。下同)E接____,C接____,接F____。
實(shí)驗(yàn)電路中的電流方向?yàn)開___→____→____→C→____→____。
(2)寫出B電極上發(fā)生反應(yīng)的
13、離子方程式______。
G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為______,相應(yīng)的離子方程式為______。
(3)為精確測(cè)定電極上析出銅的質(zhì)量,所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序是______。
①稱量電解前電極質(zhì)量
②刮下電解后電極上的銅并洗凈
③用蒸餾水清洗電解后電極
④低溫烘干電極后稱量
⑤低溫烘干刮下的銅后稱量
⑥再次低溫烘干后稱量至恒重
(4)已知電子電量為1.6×10-19C,試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式:N=______。
答 案
一、選擇題 1.D 2.B
二、非選擇題
3.(1)HCl 陽(yáng)極:2Cl-—2e→Cl2↑陰極:2H++2e→H2↑
總反應(yīng)式:2HCl H2↑+Cl2↑
(2)KOH 陽(yáng)極:4OH--4e→2H2O+O2↑陰極:4H++4e→2H2↑
(3)CuSO4總反應(yīng)式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4.(1)負(fù)極:Zn—2e→Zn2+正極:O2+4e+2H2O→4OH-
(2)強(qiáng)堿
6.(1)D、A、B F→B→A→C→D→E
(2)2Cl-—2e=Cl2,變藍(lán)色,2I-+Cl2=I2+2Cl-
(3)①③④⑥