第四章电化学基础复习学习目标知识与技能:1.巩固理解原电池的反应原理、化学电源及其应用、巩固了解金属腐蚀及防腐蚀方法。
2.巩固了解电解池与原电池的异同、理解电解原理,氯碱工业、电镀、铜电解精炼原理。
3.巩固掌握常见离子放电顺序,熟练书写电极反应式,总反应式并能进行相关计算。
过程与方法:通过知识归纳总结的学与教,让学生学会对所学知识进行归纳总结,引起学生对学习方法的重视。
情感态度与价值观:通过本次课的学习,让学生找到学习的感觉,重视轻松学习的方法,感受学习的快乐。
先学后教[知识点一]原电池的构成条件原电池一般用___________________的物质做负极(或在负极发生反应),用___________的物质做正极(或在正极发生反应),外电路中电子从_________流向_________,两电极浸在电解质溶液中并通过正负离子的定向移动形成__________。
例1镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:2Ni(OH)2+Cd(OH)2充电Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.Cd D.NiO(OH)[知识点二]原电池原理与化学电源1.原电池设计:首先找出_______________和________________,其次是选取__________和_______________。
将之设计成两个半电池,其间通过_____________相连。
2.化学电源利用原电池原理可以制造出各种实用电池,即化学电源,化学电源包括一次电池(又叫__________)、二次电池(又叫____________或________________)和____________等几大类。
例2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(s)+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0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g[知识点三]金属腐蚀与防护1.金属的腐蚀:包括__________和___________,其中以___________为主,钢铁在潮湿的空气里发生的腐蚀是_______腐蚀的典型例子。
钢铁在酸性条件下的腐蚀称为________,负极反应为_________________,正极反应为_______________;钢铁在酸性条件下的腐蚀称为__________________,负极反应为____________________,正极反应为_______。
铜等活动性较差的金属在酸性条件下发生电化学腐蚀时,负极反应为__________________,正极反应为_____________________,这样的腐蚀虽然是在酸性条件下进行的仍称为______________。
2.金属的防护⑴电化学防护法___________________________________________________________等。
[知识点四]电解池与原电池的比较从以下几个方面比较:⑴能量转换⑵装置构成⑶电极名称⑷电极反应[知识点五]电极上的放电顺序阳极的放电先后顺序一般是:_______________________________________________;阴极的放电先后顺序一般是:_______________________________________________。
例3⑴pH=a的某电解质溶液中,插入两支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.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO4⑵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∶2D.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[知识点六]电解原理的应用1.氯碱工业:即____________的工业,其反应原理是:阳极__________,阴极_________,总反应________________。
2.电镀:是特殊的电解,电镀时,用___________做阳极、_______________做阴极,用含________________的电解质溶液。
理论上讲,电镀时,电解质溶液的________是不变的。
3极失去电子变成离子溶解下来,当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成____________。
以学定教1.利用反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,设计一个原电池装置。
简易装置图带盐桥的装置图⑵上述简易装置的效率不高,电流在短时间内就会衰减。
为解决以上问题,常将原电池设计成带盐桥的装置,请在右边方框中画出该原电池装置,标明电极材料和电解质溶液;⑶在下面横线上写出电极反应式。
负极:__________________,正极:________________。
2. X 、Y 、Z 、W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知: ① X 可分别与Y 、W 形成X 2Y 、X 2Y 2、XW 等共价化合物;② Z 可分别与Y 、W 形成Z 2Y 、Z 2Y 2、ZW 等离子化合物。
请回答:⑴ Z 2Y 的化学式是________________。
⑵ Z 2Y 2与X 2Y 反应的化学方程式是___________________________________________。
⑶ 如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW 饱和溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。
接通S 1后,C(Ⅰ)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。
一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S 1,接通S 2,电流表的指针发生偏转。
此时:C(Ⅰ)的电极名称是_____________________(填写正极或负极);C(Ⅱ)的电极反应式是________________________________。
⑷ 铜屑放入稀硫酸不发生反应,若在稀硫酸中加入X 2Y 2,铜屑可逐渐溶解,该反应的离子方程式是_____________________________________。
[当堂训练]1.型Li -I 2电池可以用作心脏起搏器的能源,寿命可超过10年。
其电池反应可简化为2Li +I 2=2LiI 。
该电池的负极反应式是( )A .I 2+2e ―=2I -B .2I --2e ―=I 2C .Li―e ―=Li +D .Li ++e ―=Li2(2005·广东高考)一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y 2O 3)的氧化锆(ZrO 2)晶体,在熔融状态下能传导O 2-。
下列对该燃料电池说法正确的是( )A .在熔融电解质中,O 2-由负极移向正极B .电池总反应是:2C 4H 10+13O 2→8CO 2+10H 2OC .通入空气的一极是正极,电极反应为:O 2+4e -=2O 2-D .通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C 4H 10+26e -+13O 2-=4CO 2+5H 2O3.(2006·四川理综)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4.(2005·全国理综Ⅰ)关于电解NaCl 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入KI 溶液,溶液呈棕色C .若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,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,充分搅拌后溶液呈中性5.工业上用MnO 2和KOH 为原料制取KMnO 4,主要生产过程分两步进行:第一步,将MnO 2、KOH 粉碎混合均匀,在空气中加热熔化并不断搅拌,制取K 2MnO 4;第二步,将K 2MnO 4的浓溶液进行电解,制取KMnO 4。
⑴制取K 2MnO 4的化学方程式是_________________________________________。
⑵电解K 2MnO 4溶液时,两极发生的电极反应分别是:阳极_____________________,阴极_______________________,电解的总方程式_______________________________。
[当堂反馈]1.用石墨作电极,电解1mol ·L -1下列物质的溶液,溶液的pH 保持不变的是( )A .HClB .NaOHC .Na 2SO 4D .NaCl2.(2005·天津理综)金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质,可C(Ⅱ)用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)()A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt3.(2000·全国)下列关于实验现象的描述不正确...的是()A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快4.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷和氧气,其总反应为:2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,有关此电池推断正确的是( ) A.负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH-B.放电一段时间后,负极周围pH升高C.每消耗1 molC2H6,则电路上转移的电子数为14N AD.放电过程中KOH的物质的量浓度不变5.下列关于铜电极的叙述正确的是()A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极6.食盐中加有KIO3,KIO3在工业上以石墨和铁为电极,用电解KI溶液方法制取,以下有关说法不正确...的是()A.电解时,石墨作阴极,铁作阳极B.阴极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑C.电解过程中阳极周围溶液的pH变大D.电解中,理论上每生成1molKIO3则电路中流过6mole-7.工业上制备过氧化氢的主要步骤是:①用铂做阳极、石墨做阴极电解硫酸和硫酸铵的混合溶液得到过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和氢气,总反应为(NH4)2SO4+H2SO4 (NH4)2S2O8+H2↑;②加硫酸钾,使过二硫酸钾[K2S2O8]从溶液中沉淀出来;③加硫酸,使过二硫酸钾在酸性条件下水解得到过氧化氢,再进行减压蒸馏分离出过氧化氢。