2018_2019年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)課學(xué)案設(shè)計新人教版.docx

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能正確判斷原電池的正、負(fù)極,能正確書寫電極方程式。2.能熟練掌握電解原理和電解方程式的書寫。3.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。4.掌握金屬防護(hù)的方法。學(xué)習(xí)過程一、原電池和電解池的知識比較【例1】(雙選)在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng),同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是()A.原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)B.原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)C.原電池負(fù)極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)D.原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)【練習(xí)1】某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl+2Ag2AgCl+H2能進(jìn)行,設(shè)計了下列四個裝置,你認(rèn)為可行的方案是()二、電極反應(yīng)方程式的書寫1.堿性鋅錳電池電池總反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。2.紐扣電池(銀鋅電池)電池總反應(yīng):Ag2O+Zn+H2OZn(OH)2+2Ag負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。3.鋰電池(Li-SOCl2電池)電池總反應(yīng):8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。4.鉛蓄電池(1)放電過程放電過程總反應(yīng):Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。(2)充電過程充電過程總反應(yīng):2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)陰極反應(yīng):。陽極反應(yīng):。鉛蓄電池的充、放電過程:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)5.氫氧燃料電池總反應(yīng)式:O2+2H22H2O(1)酸性介質(zhì)負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。(2)堿性介質(zhì)負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。(3)中性介質(zhì)負(fù)極反應(yīng):。正極反應(yīng):。三、有關(guān)電化學(xué)的計算【例2】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為()A.0.1molB.0.2molC.0.3molD.0.4mol【練習(xí)2】將兩支惰性電極插入500mL的AgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解質(zhì)溶液的pH由6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),則電極上析出銀的質(zhì)量是()A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg四、關(guān)于電解問題的解題步驟【例3】用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時間后,再加入W,能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),下列符合題意的一組是()組號XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體【練習(xí)3】用惰性電極電解CuSO4溶液,當(dāng)Cu2+濃度下降至原來一半時停止通電,要想使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度,應(yīng)加入的物質(zhì)是()A.CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO45H2O隨堂檢測1.化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中,正確的是()A.惰性電極電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應(yīng)式為:2Cl-2e-Cl2B.氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應(yīng)式為:Cu-2e-Cu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為:Fe-2e-Fe2+2.下列敘述中,正確的是()電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理有可能實現(xiàn)電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”,可視為物理變化A.B.C.D.3.下列各裝置中銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()4.下列說法不正確的是()A.充電電池充電時,發(fā)生電解反應(yīng);放電時,發(fā)生原電池反應(yīng)B.電鍍時,應(yīng)將鍍層金屬與電源正極相連C.電解飽和NaCl溶液時,陽極上放出黃綠色氣體的同時還產(chǎn)生大量的氫氧化鈉D.利用電化學(xué)原理保護(hù)金屬主要有兩種方法,分別是犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法5.如圖所示,銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里,電流表中有電流通過,則下列說法正確的是()A.鋅片是負(fù)極B.兩個銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨是陰極D.兩個番茄都形成原電池6.理論上不能用于設(shè)計成原電池的化學(xué)反應(yīng)是()A.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)H0B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H0C.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)H0D.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)HZYWB.ZWXYC.ZXYWD.ZYXW12.用惰性電極電解下列溶質(zhì)的溶液,一段時間后,停止電解,向溶液中加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(括號內(nèi)),能使溶液完全復(fù)原的是()A.CuCl2(CuO)B.NaOH(NaOH)C.CuSO4(CuCO3)D.NaCl(NaOH)13.如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色、無味的氣體放出,符合這一情況的是()a極板b極板X電極ZA鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl214.下列有關(guān)電化學(xué)的裝置示意圖正確的是()15.在鐵制品上鍍上一定厚度的銅層,以下電鍍方案中正確的是()A.銅作陽極,鐵制品作陰極,溶液中含F(xiàn)e2+B.銅作陰極,鐵制品作陽極,溶液中含Cu2+C.銅作陰極,鐵制品作陽極,溶液中含F(xiàn)e3+D.銅作陽極,鐵制品作陰極,溶液中含Cu2+16.如下圖所示,裝置中都盛有0.1molL-1的NaCl溶液,放置一段時間后,裝置中的四塊相同的鋅片腐蝕速率由大到小的正確順序是()A.B.C.D.17.有兩只串聯(lián)的電解池(惰性電極),甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸鹽的稀溶液。電解時當(dāng)甲池電極析出1.6gCu時,乙池電極析出5.4g金屬,則乙池的溶質(zhì)可能是()A.NaNO3B.Mg(NO3)2C.Al(NO3)3D.AgNO318.下圖為以惰性電極進(jìn)行電解的裝置:(1)寫出A、B、C、D各電極上的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式:A:,B:,總反應(yīng)方程式:;C:,D:,總反應(yīng)方程式:;(2)反應(yīng)一段時間后,在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比為。19.在由銅片、鋅片和200mL一定濃度的稀硫酸組成的原電池中,若鋅片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕,當(dāng)在銅片上放出3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2時,硫酸恰好用完,請?zhí)羁?正極的電極反應(yīng)式為,負(fù)極的電極反應(yīng)式為;通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為;原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為。20.請按要求回答下列問題。(1)根據(jù)上圖回答:打開K2,閉合K1。A電極可觀察到的現(xiàn)象是;B極的電極反應(yīng)式為。打開K1,閉合K2。A電極可觀察到的現(xiàn)象是;B極的電極反應(yīng)為。(2)根據(jù)下圖回答:將較純凈的CuSO4溶液放入如圖所示的裝置中進(jìn)行電解,石墨電極上的電極反應(yīng)式為,總反應(yīng)的離子方程式為;實驗完成后,銅電極增重ag,石墨電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為L。參考答案學(xué)習(xí)過程一、【例1】解析:原電池的負(fù)極和電解池的陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng),原電池的正極和電解池的陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)。答案:BC【練習(xí)1】解析:要使反應(yīng)2HCl+2Ag2AgCl+H2能進(jìn)行,只能通過電解裝置來實現(xiàn)。B項是原電池裝置(Fe作原電池的負(fù)極,Ag作原電池的正極),其總反應(yīng)為Fe+2HClFeCl2+H2;D項不是原電池,也不是電解池;A項是電解裝置,但Ag連接在電源的負(fù)極上,不會溶解,其實質(zhì)是電解鹽酸:2HClH2+Cl2;C項是電解裝置,與電源正極連接的Ag失去電子:Ag-e-Ag+,產(chǎn)生的Ag+立即與溶液中的Cl-結(jié)合生成AgCl沉淀:Ag+Cl-AgCl,溶液中的H+獲得電子產(chǎn)生H2:2H+2e-H2,其總反應(yīng)為:2HCl+2Ag2AgCl+H2。答案:C二、1.Zn+2OH-2e-Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-2.Zn+2OH-+2e-Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-3.8Li-8e-8Li+3SOCl2+8e-6Cl-+SO32-+2S4.(1)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-PbSO4(s)PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-PbSO4(s)+2H2O(l)(2)PbSO4(s)+2e-Pb(s)+SO42-(aq)PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)5.(1)2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O(2)2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-(3)2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-三、【例2】解析:電解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,從上述方程式可以看出,電解前后只有銅和氧的改變,電解后加入CuO就可以使溶液恢復(fù)原來的狀態(tài)。但本題提示加入Cu(OH)2后溶液恢復(fù)為原來的狀態(tài),說明電解過程中不僅硫酸銅被電解,而且有水被電解(說明硫酸銅被電解完全)。0.1molCu(OH)2可以看作是0.1mol的CuO和0.1molH2O,因此電解過程中有0.1mol的硫酸銅和0.1mol的水被電解,共有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。答案:D【練習(xí)2】解析:陽極:4OH-4e-O2+2H2O陰極:4Ag+4e-4Ag總的電解反應(yīng)式:4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+不難推導(dǎo)出用惰性電極電解AgNO3溶液時,發(fā)生的反應(yīng)為:4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。因為有HNO3生成,所以pH要變小。生成HNO3的物質(zhì)的量為(10-3-10-6)molL-10.5L0.510-3mol,所以析出銀的質(zhì)量為0.510-3mol108gmol-1=54mg。答案:B四、【例3】解析:A項,電解NaCl溶液反應(yīng)為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2,顯然加H2O不能恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)通入適量HCl氣體。B項,電解CuSO4溶液時,SO42-物質(zhì)的量不變,加CuSO4溶液不能復(fù)原。C項,電解硫酸實質(zhì)是電解水,再加入適量水,可使溶液復(fù)原。D項,Ag作陽極、Fe作陰極電解AgNO3溶液,實質(zhì)是鐵鍍銀的過程,AgNO3溶液濃度不變,不需加AgNO3晶體。答案:C名師點(diǎn)睛:對電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解時,大致分三種情況:電解質(zhì)本身被電解;溶劑水被電解;電解質(zhì)和水同時被電解。因此要使電解后的溶液恢復(fù)原狀,必須根據(jù)電解的化學(xué)反應(yīng)原理來確定。同學(xué)們可記為:“出去什么就加什么”?！揪毩?xí)3】解析:發(fā)生的電解池反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,電解過程中CuSO4溶液每損失2個Cu原子,就損失2個O原子,相當(dāng)于損失2個CuO,為了使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度,可加入CuO。當(dāng)然,也可以加入CuCO3,但絕不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,因為CuCO3+H2SO4CuSO4+CO2+H2O,相當(dāng)于加CuO,而Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2+3H2O,除增加溶質(zhì)外還增加了水。答案:B隨堂檢測1.解析:A項中,惰性電極電解飽和食鹽水陽極上Cl-放電正確;B項中,負(fù)極上應(yīng)是H2放電;C項中,粗銅應(yīng)接電源的正極;D項中鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-Fe2+。故答案為A。答案:A2.解析:的描述正好相反,正確,中電鍍是特殊形式的電解,仍然是化學(xué)變化。答案:B3.解析:A項,乙醇為非電解質(zhì),不能構(gòu)成原電池。B項,兩電極均為銅電極,不能構(gòu)成原電池。C項為原電池,Cu為正極,發(fā)生反應(yīng):2H+2e-H2。D項,沒有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),構(gòu)不成原電池。答案:C4.解析:二次電池放電時是原電池,充電時是電解池,所以A項正確;電鍍時鍍層金屬和電源的正極相連作為陽極,B項正確;C項中NaOH應(yīng)在陰極區(qū)生成,錯誤;D項正確。答案:C5.解析:由于番茄汁顯酸性,Zn和Cu的活潑性不同,且Zn能與H+反應(yīng),因此左側(cè)為原電池,右側(cè)為電解池。在左側(cè),Zn作負(fù)極,Cu作正極;在右側(cè),C作陽極,Cu作陰極,故A項正確。答案:A6.解析:能設(shè)計成原電池的反應(yīng),應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。C項不是氧化還原反應(yīng),所以理論上不能設(shè)計成原電池。答案:C7.解析:B項中黃銅是銅鋅合金,在潮濕的空氣中可以構(gòu)成原電池,但銅沒有鋅活潑,被腐蝕的是鋅而不是銅,所以不易產(chǎn)生銅綠;C項中鋁的活潑性比銅強(qiáng),連接起來可構(gòu)成原電池;D項中生鐵是鐵碳合金,可因構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕生銹。答案:A8.C9.解析:外加電流的陰極保護(hù)法依據(jù)的是電解池的原理,被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連,作陰極,發(fā)生還原反應(yīng)。答案:BD10.解析:酸性條件下易發(fā)生析氫腐蝕,正極反應(yīng)為2H+2e-H2,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+。答案:B11.解析:依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,還原性:還原劑還原產(chǎn)物并結(jié)合題中(1)可知,還原性:XY;由(3)可知,還原性:ZX;由(4)可知,還原性:YW。故C項正確。答案:C12.解析:選項產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比復(fù)原加入物質(zhì)ACuCl2=11CuCl2固體BH2O2=21H2OCCuO2=21CuO或CuCO3DCl2H2=11HCl氣體答案:C13.解析:該裝置為電解裝置,a極板質(zhì)量增加,說明a為陰極,則X為負(fù)極,Y為正極,b為陽極。A項,a極:2Cu2+4e-2Cu,b極:4OH-4e-2H2O+O2,符合題意。B項,a極板上生成H2,質(zhì)量不增加,不合題意。C項,X為正極,不合題意。D項,b極:2Cl-2e-Cl2,Cl2為黃綠色氣體,不合題意。答案:A14.解析:A項,Zn作負(fù)極、Cu作正極,錯誤;B項,Zn、Cu兩極應(yīng)互換位置;C項,粗銅應(yīng)作陽極,精銅作陰極。答案:D15.解析:在鐵上鍍銅,則要求銅作陽極,鐵作陰極,電解質(zhì)溶液含Cu2+,D項符合題意。答案:D16.解析:根據(jù)腐蝕速率:作電解池陽極引起的腐蝕作原電池負(fù)極引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕,可知答案為D。答案:D17.解析:方法一:由1.6gCu可知流經(jīng)電路的電子的物質(zhì)的量是0.05mol,假設(shè)析出金屬的陽離子顯+1價則其摩爾質(zhì)量是5.4g0.05mol=108gmol-1,即可知該金屬是Ag。方法二:由題給信息知乙池金屬陽離子放電,而選項中,A項中的Na+、B項中的Mg2+、C項中的Al3+都不放電,便可知答案為D項。答案:D18.解析:該題裝置在串聯(lián)的條件下進(jìn)行電解。A、B、C、D各電極上分別發(fā)生如下反應(yīng):Cu2+2e-Cu;2Cl-