高二化学学案第22课时
---第四节酸碱中和滴定(三实验四)
[实验目的]
1.练习中和滴定的实验操作。
2.通过实验进一步理解中和滴定的原理和计算方法。
3.通过实验培养科学态度和训练科学方法。
[实验用品]
(1).中和滴定用到的仪器有:
(2).药品
标准的0.2000molL-1HCl溶液、未知浓度的NaOH溶液、酚酞试液、蒸馏水。
[实验步骤]
1.从滴定管夹上取下酸式滴定管,用标准的0.2000molL-1HCl溶液润洗2~3次,每次用酸溶液3ml~5ml。把0.2000molL-1HCl溶液注入到酸式滴定管中,使液面位于滴定管刻度以上
处,再把酸式滴定管固定在滴定管夹上。在滴定管下放一个,使滴定管的尖嘴部分充满酸液,使滴定管内部没有,并使液面处在
以下某一刻度处。记下准确读数,填入表中。
2.用待测浓度的NaOH溶液把碱式滴定管润洗2~3次,然后装满待测浓度的NaOH溶液,把它固定在滴定管夹上。轻轻挤压
,使滴定管的尖嘴部分充满溶液(注意把滴定管下端的
赶走),然后调整滴定管内液面,使其保持在
以下某一刻度处,记下准确读数,填入表中。
3.用向锥形瓶里注入25.00ml待测浓度的NaOH溶液,再向锥形瓶里滴入2滴酚酞试液,这时溶液呈色。
4.把锥形瓶放在的下面,瓶下垫
小心地滴入酸溶液,边滴边摇动锥形瓶,直到因加入一滴酸后,溶液颜色从色刚好变为色为止。这表示已到
,记下滴定管液面的刻度读数,填入表中。
5.把锥形瓶里的溶液倒掉,用把锥形瓶洗涤干净。按上述操作,并把滴定前后液面刻度的读数分别填入表中。
6.取两次测定数值的平均值,计算待测NaOH溶液的物质的量浓度。
[实验用表]
滴定
次数待测碱溶液的体积标准酸溶液的体积
滴定前刻度滴定后
刻度体积
(ml)滴定前刻度滴定前刻度体积
(ml)
第一次
第二次
[问题与练习]
1.在进行中和滴定时,为什么要用标准酸溶液润洗酸式滴定管2~3次?用酸溶液润洗后的滴定管,如果再用蒸馏水润洗一次,这种操作是否正确?
2.滴定用的锥形瓶是否也要用待测的碱溶液润洗?锥形瓶装待测液前是否必须保持干燥?为什么?
3.下列仪器中没有零刻度的是[]
A.温度计B.量筒C.滴定管D.托盘天平游码标尺
4.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用的仪器是[]
A.50mL量筒B.10mL量筒
C.50mL的酸式滴定管D.50mL的碱式滴定管
5.某学生中和滴定实验的过程如下:(a)取一支碱式滴定管;(b)用蒸馏水洗净;(c)即加入待测的NaOH溶液;(d)记录液面刻度读数;(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液;(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶;(g)加入适量蒸馏水;(h)加入酚酞试液2滴;(i)滴定时,边滴边摇动;(j)边注视滴定管内液面的变化;(k)当小心滴到溶液由无色变成分红色时,即停止滴定;(l)记录液面刻度读数;
(m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液的体积为22ml。指出上述实验过程中的错误之处并说明原因
6.中和相同体积,相同pH的Ba(OH)2、NaOH、氨水三种溶液,所用相同浓度盐酸的体积分别是V1、V2、V3,则三者关系是
。
教学时间第十三周5月14日本模块第37、38课时
教学
课题专题专题4溶液中的离子反应
单元第二单元酸碱中和滴定
节题第2课时酸碱中和滴定
教学目标知识与技能1、初步掌握中和滴定的原理和方法
2、学会使用滴定管,能进行酸碱滴定,并能绘制滴定过程中的pH变化曲线,了解酸碱中和过程中pH的变化规律。
过程与方法通过实验、联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。。
教学重点中和滴定的原理和方法
教学难点绘制滴定过程中的pH变化曲线
教学方法讨论法
教
学
过
程
教师主导活动主体活动
[知识回顾]
1、测定NaOH溶液的物质的量浓度。
步骤操作记录
(1)向注入0.10molL-1盐酸,调节液面至记录读数
(2)取瓶,从放出25ml盐酸
注入,记录读数
(3)向注入未知浓度氢氧化钠溶液,调节
液面至记录读数
(4)向滴入2滴,轻轻挤压玻璃球,眼睛观察边滴边振荡,至溶液出现且,记录读数
(5)重复上述实验2—3次,取其平均值。
计算V酸平均计算V碱平均=
2、酸碱提示剂的作用是
依据颜色变化,提示中和是否完全。
边做实验
边完成表
教
学
过
程教师主导活动学生主体活动
二、中和滴定
1、原理
由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。
对于反应:HA+BOH====BA+H2O
1mol1mol
C(HA).V(HA)C(BOH).V(BOH)
即可得C(HA).V(HA)===C(BOH).V(BOH)
3、滴定实验所用的仪器和操作要点
(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
4、指示剂的选择:
1、滴定曲线
请看两个实例
实例1:用0.10mol/LNaOH溶液滴定0.10mol/LHCl溶液20.00mL
加入的VNaOH
(mL)余VHCl
(mL)过量VNaOH
(mL)PH
0.0020.001.0
18.002.002.3
19.800.203.3
19.980.024.3
20.000.007.0突跃范围
20.020.029.7
20.200.2010.7
22.002.0011.7
40.0020.0012.5
实例2:用0.01mol/LNaOH滴定20mL0.10mol/LCH3COOH溶液
加入的VNaOH
(mL)余VHCl
(mL)过量VNaOH
(mL)PH
0.0020.002.9
18.002.005.7
19.800.206.7
19.980.027.7
20.000.008.7突跃范围
20.020.029.7
20.200.2010.7
22.002.0011.7
40.0020.0012.6
由上表数据可看出:在滴定接近终点时,少加或多加0.02mLNaOH溶液,即一滴之差造成的误差在允许范围内,但pH值出现突变,因此选择指示剂时,应选择变色范围与滴定时pH值突跃范围相吻合的指示剂。
现将几种典型的滴定曲线画出如下图。
(由滴定曲线可知)
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)
③石蕊试液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
(2)终点判断:(滴入最后一滴,溶液变色后,半分钟内不复原)
指示剂
操作酚酞甲基橙
强碱滴定强酸无色变为浅红色橙色变为黄色
强酸滴定强碱浅红色变为无色黄色变为橙色
5、误差分析
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值,代入上式计算。
但是实际中C标、V定都可能引起误差,一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上,若
V读偏大,则测定结果偏大;若V读偏小,则测定结果偏小,故通过分析V读的变化情况,可分析滴定的误差。
引起误差可能因素有以下几种:
(1)视(读数)
(刻度直视)
注意:①滴定管中液体读数时精确到0.01mL
②一般需滴定2-3次,取其平均值
(2)洗(仪器洗涤)
正确洗法:
二管二洗——滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次,再用待装液润洗几次。
一瓶一洗——锥形瓶只能用蒸馏水洗。
注意:一般滴定管装标准液,锥形瓶里装待测液。
错误洗法导致结果:
①滴定管仅用水洗,使标准液变稀,故消耗标准液体积一定变大,V读变大,结果偏大。
②移液管仅用水洗,则待测液变稀,所取待测液溶质物质的量变少,V读变小,结果偏小。
③锥形瓶用待测液洗过,则瓶内待测液的溶质量偏多,V读偏大,结果偏大。
④第一次滴定完后,锥形瓶内液体倒去后,尚未清洗,接着第二次滴定,滴定结果如何,取决于上次滴定情况如何。
(3)漏(液体溅漏)
①滴定过程中锥形瓶内液体溅出,则结果偏小。
②终点已到,滴定管下端尖中级有液滴,则V读偏大,测定结果偏大。
(4)泡(滴定管尖嘴气泡)
正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽,最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡,后气泡消失,则结果偏大。若先无气泡,后有气泡,则结果偏小。
(5)色(指示剂变色控制与选择)
滴定时,眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应半分钟内不复原。如变色后立即复原,则结果偏小。另外,同一种滴定,选择的指示剂不同,测定结果不同。
(6)杂(标准物含杂)
用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质,称量时又按需标准物固体质量来称取的,帮一般均会产生误差,在此杂质又分两种情况:
①杂质与待测液不反应
如NaOH中含NaCl,所配的NaOH溶液浓度变小,滴定盐酸时,NaCl不参与反应,所需标准液的体积偏大,故测定结果偏大。
②若杂质与待测液反应,则应作具体分析。关键:比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。若消耗杂质的质量较大,则相当于削弱了原标准液的作用能力,故与一定量待测物反应时,消耗的标准体积变大,测定结果偏大。
或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应,根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待测物质量越多,说明作用能力被增强,故测定结果偏小。
[典型例题]
1、草酸晶体的组成可用H2C2O4xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:
称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液
(1)称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amolL-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:(1)实验中不需要的仪器有(填序号)___________,还缺少的仪器有(填名称)___________________________________________________________________________。
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.滴定管c.100mL量筒d.100mL容量瓶e.烧杯
f.漏斗g.锥形瓶h.玻璃棒球i.药匙j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在_____________________式滴定管中,因为______________________________________________________________________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,
则所测得的x值会__________________________(偏大、偏小、无影响)
(4)在滴定过程中若用amolL-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的
量浓度为________________________molL-1,由此可计算x的值是____________。
(5)本实验中操作滴定管的以下图示,正确的是______________(填编号)。
(6)滴定是在一定温度下进行的,操作过程中发现前一阶段溶液褪色较慢,中间阶段褪色明显变快,最后阶段褪色又变慢。试根据影响化学反应速率的条件分析,溶液褪色明显变快的原因可能是_____________。
解析:该题涉及到气化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类似。由于该反应有明显的颜色变化,故可不可用指示剂。
(1)c,f,j
还缺少铁架台(带滴定管夹),胶头滴管(定容时用)
(2)用酸式滴定管,因KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀橡皮管。
(3)无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。
(4)2KMnO4~5H2C2O4
2mol5mol
aV×10-3mol0.025×Cmol
H2C2O4xH2O~H2C2O4~xH2O
1mol18xg
(5)A(2分)
(6)生成的Mn2+为催化剂,使反应速率变大(2分)
(小结)本题高起点,低落点。氧化还原反应滴定未学过,但从中和滴定引入,操作上有相似之处,利用思维有比较和发散,归纳回答。本题综合性大。
[课堂练习]
1、用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是()B
A、由黄色变为红色
B、由黄色变为橙色
C、由橙色变为红色
D、由红色变为橙色
2、对于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的有关说法正确的是()A
A、可有来盛装被滴定的溶液
B、可蒸馏水洗净后还应用被滴定的溶液润洗
C、滴定中不能向锥形瓶中加入蒸馏水
D、滴定时应用左手顺时针方向旋摇
3、有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1molL-1的HCl溶液,将①加热蒸发体积至体积减少一半,在②中加入少量CH3COONa固体,加入后溶液仍呈强酸性,③不作改变。然后以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,可观察到所消耗的NaOH溶液体积是()C
A、①=③②B、③②①C、③=②①D、①=②=③
4、有甲、乙、丙三种等体积等物质的量浓度的NaOH溶液。若将甲蒸发一半水,在乙中通入少量CO2,丙不变,然后用等浓度的H2SO4溶液滴定,用甲基橙作指示剂。完全反应后,所需溶液体积是()D
A、甲=丙乙B、丙乙甲C、乙丙甲D、甲=乙=丙
5、两位学生用一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH溶液,甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的移液管取碱液于刚用蒸馏水洗过尚存较多水的锥形瓶中,其它操作及读数方法全部正确。则对滴定结果的判断正确的是()AD
A、甲操作有错误B、乙操作有错误
C、甲测定数值一定比乙小D、乙实际测得的数值准确
6、用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH是否过量,判断它是否过量的方法是()B
A、加入5mL盐酸进行滴定
B、返滴一滴待测盐酸
C、重新进行滴定
D、以上方法均不适用
7、用中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混含液中的NaOH含量时,可先在混合液中加过量BaCl2溶液,使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀,然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示剂)。
(1)向混有BaCO3沉淀的NaOH和NaOH溶液中滴入盐酸,___________(填“会”或“不会”)使BaCO3溶解而影响测定NaOH的含量,理由是________________。
(2)确定终点时溶液的颜色由___________变为_____________。
(3)滴定时,若滴定这中滴定液一直下降到活塞处才到达滴定终点,_________(填“能”或“不能”)由此得出准确的测定结果。
(4)___________(填“能”或“不能”)改用甲基橙作指示剂。若使用甲基橙作指示剂,则测定结果_____________(填“偏高”、“偏低”或“正确”)。
8、某学生有0.1000mol/LKOH溶液滴定未知尝试的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2-3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点,并记下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)______________________.
(2)上述(B)操作的目的是___________________________________。
(3)上述(A)操作之前,如先用待测液润洗锥形瓶,则对测定结果的影响是(填偏大、偏小、不变,下同)_________________________。
(4)实验中用左手控制____________(填仪器及部位),眼睛注视____________________,直至滴定终点。判断到达终点的现象是________________________________________。
(5)若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并有来滴定上述盐酸,则对测定结果的影响是___________________________________________________-。
(6)滴定结束后如仰视观察滴定管中液面刻度,则对滴定结果的影响是______________。
9、称取NaOH、Na2CO3的混合物Wg,溶于水中,加入酚酞作指示剂,以Mmol/L的盐酸滴定,耗用V1L时变为粉红色,此时发生的化学反应方程式是__________________________________________________________________;若最初以甲基橙作指示剂,当耗用V2L盐酸时变橙色,此时发生的化学反应方程______________________________________________由此计算混合物中NaOH和Na2CO3的质量分数分别为多少?
答案:
7、(1)不会,当酚酞变色时的PH值条件下,HCl是与NaOh发生反应,不会与BaCO3作用。
(2)浅红色无色
(3)不能。因滴定管下方刻度线距活塞处有一定空间,不能测出其所用的滴定液体积
(4)不能偏高
8、(1)BDCEAF
(2)防止将标准液稀释
(3)偏大
(4)滴定管活塞;锥形瓶中溶液的颜色变化;锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪色。
(5)偏小(6)偏大
9、NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl
NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O;
[直击高考]
1.(8分06江苏)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
⑵准确称取所配置的0.2500gCuCl样品置于一定量的0.5molL-1FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000molL-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有关反化学反应为
Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl-
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。
2.(10分07江苏高考)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:
4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+
[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与lmolH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸,某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤I称取样品1.500g。
步骤II将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察
A.滴定管内液面的变化B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由色变成色。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010molL-1则该样品中氮的质量分数为
答案:(1)①偏高②无影响③B④无粉红(浅红)
(2)18.85%
3.(08盐城二检6分)实验桌上有六瓶试剂,只知其可能为醋酸、盐酸、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钙以及氨水。该同学取出其中两瓶,进行简易分析实验以辨识二者成分。
实验记录以下:
实验I从第一瓶溶液中取出25.00mL,以标准NaOH溶液滴定,滴定结果列于表1中。
体积(NaOH)/mLpH
5.02.2
10.0
2.4
20.0
3.0
24.03.8
24.84.5
25.07.0
25.29.5
26.010.0
实验Ⅱ从第一瓶溶液中取25.00mL后,加入10.00mL、0.01000mol/L的硫酸,再以同一标准NaOH溶液滴定,滴定结果绘于图2中。
实验Ⅲ从第一瓶与第二瓶溶液中分别取出25.00mL与10.00mL,相互混合之后,再以标NaOH溶液滴定。滴定结果也绘于图2中。
实验IV完成实验III后,再加入数滴BaCl2,溶液并无沉淀出现,但若改加草酸钠,则溶液出现白色沉淀。
(1)进行实验I时,若用酚酞作指示剂,判断达滴定终点对的依据是:_____________________。
(2)计算标准NaOH溶液的浓度______________mol/L。
(3)第二瓶溶液成分及其物质的量浓度_______________________、_______________mol/L。
4、(08连云港一检)现用物质的量的浓度为amol/L的标准盐酸去测定VmLNaOH溶液的物质的量浓度,请填写下列空白:
①酸式滴定管用蒸馏水洗净后,还应该进行的操作是;
②下图是酸式滴定管中液面在滴定前后的读数:
c(NaOH)= ;
③若在滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失,则测定的NaOH物质的量浓度会偏。
(3)①用标准盐酸润洗滴定管2-3次 ,
② a(V2-V1)/Vmol/L
③ 大
5、(08杨州一检)扬州有个韩国菜馆,电视剧《大长今》让我们了解了韩国的的饮食文化,而泡菜是韩国料理的代表。制成的泡菜中含有亚硝酸盐。一般情况下,当人体一次性摄取300mg~500mg亚硝酸钠时,就会引起中毒。某研究性学习小组用碘量法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。反应如下:
2NaNO2+2H2SO4+2KI=2NO+I2+K2SO4+Na2SO4+2H2O
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
取1kg泡菜榨汁,将榨出的液体收集后,加入提取剂和氢氧化钠,使得到的泡菜汁中的亚硝酸盐都成为亚硝酸钠。在过滤后的滤液中加入氢氧化铝乳液,以除去色素。再次过滤后得到滤液,将该滤液稀释至1L,取25.00mL菜汁与过量的稀硫酸和碘化钾溶液的混合液反应,再选用合适的指示剂,用较稀的硫代硫酸钠溶液进行滴定。共消耗0.050mol/LNa2S2O3溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)该实验中可选用的指示剂是__________________。
(2)通过计算判断某人一次食入0.125kg这种泡菜,是否会引起中毒?(需要计算过程加以说明)
(3)有经验的厨师在泡菜时往往加入适量的橙汁,以减轻亚硝酸盐的危害。主要是因为橙汁中含有丰富的维生素C。说明维生素C具有_____________性。
21.(1)淀粉
(2)345mg300mg,会引起中毒
(3)还原
【考点分析】
考纲要求
正确区别原电池、电解池、电镀池的不同,掌握原电池、电解规律的应用及有关计算的方法技巧
知识结构
原电池 电解池
实 质 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置
主要类别 干电池、蓄电池、高能电池,燃料电池
举 例 电镀、精炼铜
【重难点解析】
一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法
1.确定正负极应遵循:
(1)一般是较活泼的金属充当负极,较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 Mg—Al —HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。
(2) 根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为负极;
(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定:在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正极。
(4)根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。
2.书写电极反应式应注意:
第一、活性电极:负极失去电子发生氧化反应;正极上,①电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时,阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;②电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时,溶解在溶液中的O2得电子,发生还原反应。
第二、两个电极得失电子总数守恒。
第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应,若反应,一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。
二、电解池阴、阳极的判断
根据电极与电源两极相连的顺序判断
阴极:与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。
阳极:与直流电源的正极直接连接的电极。
①若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti),在该极上,溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化;
②若是活性电极,电极材料参与反应,自身失去电子被氧化而溶入溶液中。
三、电解时电极产物的判断
1.阳极产物判断
首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序判断。
阴离子放电顺序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—
2.阴极产物的判断
直接根据阳离子得电子能力进行判断,阳离子放电顺序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
3.电镀条件,由于阳极不断溶解,电镀液中阳离子保持较高的浓度,故在此条件下Zn2+先于H+放电。
四、原电池、电解池、电镀池之比较
原电池 电解池 电镀池
定义 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件 活动性不同的两电极(连接)
电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
形成闭合回路 两电极接直流电源
两电极插入电解质溶液
形成闭合回路 镀层金属接电源的正极;待镀金属接电源的负极
电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变)
电极名称 负极:氧化反应,金属失电子
正极:还原反应,溶液中的阳离子或者O2得电子 阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子,或电极金属失电子
阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子 阳极:电极金属失电子
阴极:电镀液中镀层金属的阳离子得电子(在电镀控制的条件下,水电离产生的H+、OH—一般不放电)
电子的流向 负极导线→正极 电源负极导线→阴极
电源正极导线→阳极 同电解池
(1)同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。
(2)同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下,在写电极反应式时得失电子数相等;在计算电解产物的量时,应按得失电子数相等计算。
五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结
类型 电极反应特点 电解质溶液类别 实例 电解对象 电解质浓度 PH 电解质溶液复原
电解水型 阴极:
4H++4e—=2H2↑
阳极:4OH—-4e =O2↑—+2H2O 强碱 NaOH 水 增大 增大 加水
含氧酸 H2SO4 水 增大 减小 加水
活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 水 增大 不变 加水
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 无氧酸(除 HF外)、 HCl 电解质 减小 增大 加氯化氢
不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) CuCl2 电解质 减小 减小 加氯化铜
放氢生碱型 阴:水放H2生碱
阳:电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 加氯化氢
放氧生酸型 阴:电解质阳离子放电
阳:水放O2生酸 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜
六、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则:
(1)电池的负极一定是可燃性气体(如H2、CO、CH4)在失电子时,发生氧化反应,电池的正极一定是助燃性气体(如O2),在得电子时,发生还原反应。
(2)电极材料一般不发生化学反应,只起传导电子的作用。
(3)电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。
(4)写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。
例如:宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,电解质溶液是KOH,其中H2为负极,O2为正极,电极反应式为:正极 O2+2H2O+4e—=4OH— 还原反应 负极 2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反应
电解质溶液中的OH—和电极反应式中OH—相对应,符合原子守恒,电荷守恒。
七、金属的腐蚀和防护
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀 电化腐蚀
条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH
电极反应 负极 Fe-2e—=Fe2+
正极 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH—
总反应式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
⑶金属防护的几种重要方法
改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护保护层,使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法:利用电化学反应使金属钝化而受到保护,或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。
(4)金属腐蚀速率大小
电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极
八、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法
1.单池判断:
Ⅰ原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装置一定是电解池,无外加电源的装置一定是原电池。
Ⅱ电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。
2.多池组合判断:
①无外电源:一池为原电池,其余为电解池;
②有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池
【说明】:多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。
九、电解后pH变化判断
先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物:①如果只产生H2而没有O2,则pH变大;②如果只产生O2而无H2,则pH变小;③如果既产生O2又有H2,若原溶液呈酸性,则pH减小;若原溶液呈碱性,则pH增大;若原溶液呈中性,pH不变;④如果既无O2产生也无H2产生,则溶液的pH均趋于7。
十、电化学计算题
解题时要注意电极反应式的正确书写,可根据电解方程式或电极反应式列式求解;还可利用各电极,线路中转移的电子数守恒列等式求解;或者由电解方程式及电极反应式找出关系式,最后根据关系式列式计算。
常见微粒间的计量关系式为:4e?~4H+~4OH?~4Cl?~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O。
电化学专题测试题
单选题(2分×24=48分)
1.一定条件下,电解较稀浓度的硫酸,H2O2仅为还原产物,该原理可用于制取双氧水,其电解的化学方程式为:3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有关说法正确的是 ( )
A.电解池的阳极生成双氧水,阴极生成臭氧
B.电解池中硫酸溶液的pH保持不变
C.产生臭氧的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+
D.产生双氧水的电极反应式为2H2O-2e-= H2O2+2H+
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,
下列叙述正确的是: ( )
A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑
3.下图中能验证用惰性电极电解NaCl溶液(含酚酞)的电解产物的装置的是( 表示直流电源,I表示电流强度,e-表示电子) ( )
4.如下图所示两个装置,溶液体积均为200 mL,开始电解质溶液的浓度均为0.1 mol?L-1,工作一段时间后,测得导线上通过0.02 mol电子,若不考虑盐水解和溶液体积的变化,则下列叙述正确的是( )
A.产生气体的体积:①>②?
B.电极上析出固体的质量:①>②?
C.溶液的pH变化:①增大,②减小?
D.装置②的电极反应式为:?
阳极:4OH—-4e-=2H2O+O2↑
阴极:2H++2e-=H2↑
5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是 ( )
铜锌原电池 电解精炼铜 镀件上镀铜 电解氯化铜溶液
6.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
下列说法不正确的是 ( )
A.从E口逸出的气体是H2
B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C.标准状况下每生成22.4 LCl2,便产生2 mol NaOH
D.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度
7.有关如右图所示原电池的叙述,正确的是(盐桥中装有含琼胶KCl饱和溶液) ( )
A.反应中,盐桥中的K+会移向CuSO4溶液
B.取出盐桥后,电流计依然发生偏转
C.铜片上有气泡逸出
D.反应前后铜片质量不改变
8.把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中,发生如下反应:A+B2+=A2++B,以下叙述正确的是 ( )
A.常温下金属A一定能与水反应,B一定不能与水反应
B.A与B用导线连接后放入酒精中,一定形成原电池
C.A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有电流产生
D.由A与B形成的原电池,A一定是正极,B一定是负极
9.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2 。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成
10.下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是 ( )
A.粗铜板体作阳极
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Na、Fe、Zn等杂质,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%
11.电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是 ( )
A.0.10mol/L Ag+ B.0.20mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+
12.生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化效率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应式为: C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+。下列有关说法不正确的是 ( )
A.C1极为电池负极,C2极为电池正极
B.C2极的电极反应式为O2+4H+ +4e-===2H2O
C.该生物燃料电池的总反应为:C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O
D.电子由C2极经外电路导线流向C1极
13.铅蓄电池是典型的可充电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O,有关该电池的说法正确的是 ( )
A.放电时,蓄电池内电路中H+向负极移动
B.放电时,每通过1mol电子,蓄电池就要消耗2molH2SO4
C.充电时,阳极反应:PbSO4 +2e-=Pb+SO42-
D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连
14.下列说法正确的是 ( )
A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的数目为阿伏加德罗常数的值
B.与Al反应生成H2的无色溶液中,一定可以大量存在Na+、NO3―、Cl―、NH4+
C.用铂电极电解CuSO4溶液片刻,停止通电,若加入一定质量Cu(OH)2可得初始溶液
D.1 mol CH4在反应①与②中,转移的电子数相同
①CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O
②CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O
15.Z为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极。接通电路后,发现Z上的d点显红色。下列说法正确的是( )
A.接通电路后,水槽中溶液的pH不变
B.b是正极,Y电极上发生氧化反应
C.同温同压F,X、Y两电极上产生气体的体积相等
D.d点显红色是因为接通电路后OH-向d点移动
16.已知氧元素有16O、18O两种核素,按中学化学知识要求,下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2与H218O反应时生成产生18O2气体
B.向2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡体系中加入18?O2,结果18?O2只出现在产物中
C.CH?3?COOH和CH3CH?218?OH发生酯化反应时,产物中分子式为H218?O
D.用惰性电极电解含有H218?O的普通水时,阳极可能产生三种相对分子质量不同的氧分子
17.将AsO43ˉ+2Iˉ+2H+ AsO33ˉ+I2+H2O设计成如右图
所示的电化学装置,其中C1、C2均为石墨棒。甲、
乙两组同学分别进行下述操作:
甲组:向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
乙组:向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液
下列描述中,正确的是 ( )
A.甲组操作过程中,C1做正极
B.乙组操作过程中,C2做负极,电极反应式为:AsO33ˉ+2eˉ+2OHˉ=AsO43ˉ+H2O
C.两次操作过程中,微安表(G)指针的偏转方向相反
D.甲组操作时该装置为原电池,乙组操作时该装置为电解池
18.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述不正确的是( )
A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO2-4+4H2O
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeSO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
19.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示,反应的总方程式为:
2Cu+ Ag2O= Cu2O+Ag下列有关说法正确的是 ( )
A.工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥
B.负极的电极反应式为 2Cu+2OH--2e-==Cu2O + H2O
C.测量原理示意图中,电流方向从Cu 经过导线流向Ag2O
D.电池工作时,溶液中 OH-向正极移动
20.使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。下列有关某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的说法中,不正确的是 ( )
A.正极反应:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
B.负极反应:H2 - 2e- == 2H+
C.当正极消耗11.2 L O2时,负极消耗22.4 L H2
D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高,而且产物是水,属于环境友好电池
21.铜的冶炼大致可分为:
①富集:将硫化物矿进行浮选;
②焙烧,主要反应为:2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);
③制粗铜,在1200℃发生的主要反应为:2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑;
④电解精炼。
下列说法正确的是 ( )
A.上述灼烧过程的尾气均可直接排入空气
B.由6mol CuFeS2生成6mol Cu,反应共消耗18mol O2
C.反应2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑中,氧化剂只有Cu2O
D.电解精炼时,粗铜应与外电源正极相连
22.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列说法不正确的是 ( )
A.放电时,负极的电极反应式:Li-e- Li+
B.充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质
D.放电过程中Li+向负极移动
23.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 ( )
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
24.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是 ( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
非选择题
25.(8分)Na与S反应可以生成多种产物:Na2S,Na2S2……Na2S5。已知Na2S2的电子式为 则S32-的电子式为 。已知Na2S3+2HCl = 2NaCl+H2S↑+2S↓,试写出Na2S5与醋酸反应的离子方程式: 。工业上常用电解熔融NaCl制Na,事实上电解许多熔融的钠的化合物也能制备Na,如NaOH、Na2CO3。试写出电解熔融NaOH的反应方程式: ,若电解熔融Na2CO3时有CO2气体产生,则阳极电极反应式为 。
26.(6分)右图是一套电化学实验装置,图中C、D均为铂电极,U为盐桥,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极。
⑴As(砷)位于元素周期表中第四周期VA族,则Na3AsO4溶液的pH__________(填“>7”“
⑵向B杯中加入适量较浓的硫酸,发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是__________________________________,D电极上的电极反应式为________________________________________。
⑶一段时间后,再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子方程式为_____________________________。
27.(6分)某课外活动小组同学用右图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为 。
总反应的离子方程式为 。
有关上述实验,下列说法正确的是(填序号) 。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质相同的状态(质
量和浓度均相同)
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则电路中转移0.2 mol电子
(2)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为 。
28.(6分)⑴将反应2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq),设计成原电池其装置如右图。电极X的材料是__________;乙池中电极反应为___;外电路中
的电子流向__电极。
⑵工业用电解K2MnO4溶液的方法生产常见氢化剂KMnO4,其阳
极反应式为______________。
⑶已知:①Zn(s)+1/2 O2(g)=ZnO(s);
ΔH=-348.3 kJ/mol
②Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s);ΔH=-317.3 kJ/mol
则1 mol Ag(s)和足量O2(g)完全反应生成Ag2O(s)时,放出的热量为______kJ。
29.(6分) (1)短周期元素A、B、C、D,A元素的原子最外层电子数是内层电子数的两倍,B为地壳中含量最多的元素,C是原子半径最大的短周期主族元素,C与D形成的离子化合物CD是常用的调味品。填写下列空白:
(1)A单质与B单质发生反应的产物有 (填化学式)。
(2)B、C组成的一种化合物与水发生化合反应的化学方程式为:
(3)如下图所示,取一张用CD溶液浸湿的pH试纸平铺在玻璃片上,取两根石墨棒做电极,接通直流电源。一段时间后,b电极处的pH试纸上可观察到的现象是 ,a电极的电极反应式为 。
(4)常温下,相同体积的0.2mol?L—1CD溶液与0.1mol?L—1 C2AB3溶液中,阳离子数目较多的是
溶液(填化学式)。
30.(12分)电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:
(1)直流电源中,M为 极。
(2)Pt电极上生成的物质是 ,其质量为 g。
(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2∶ ∶ ∶ 。
(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同) ,AgNO3溶液的pH ,H2SO4溶液的浓度 ,H2SO4溶液的pH 。
(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。
31.(11分)下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
(1)B极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 ,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明 ,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是 (填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是 溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为 ,甲中溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是 。
32.(9分)新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3?COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如右:
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是 。
(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有 、
、 (填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为 。
(4)写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为 。
33.(8分)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 ;
(2)电池正极发生的电极反应为 ;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是 ,反应的化学方程式为 ;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是 。
高三化学教案:电化学教案参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C A D B C D A C A C C D
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
D D B D C C B B D D B A
25.(8分)略(1分) S52-+2CH3COOH==2CH3COO—+H2S↑+4S↓(2分)
4NaOH电解4Na+O2↑+2H2O↑(2分) 2CO32——4e—==2CO2↑+O2↑(2分)
26.(6分)⑴>7(1分) ⑵无色溶液变成蓝色(1分) AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O(2分)
⑶I2+AsO33-+H2O=2H++2I-+AsO43-或I2+AsO33-+2OH-=H2O+2I-+AsO43-(2分)
27.(6分) (1)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-) (1分)
2Cl-+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH(2分)- ②④(2分)
(2)Fe-2e-=Fe2+(1分)
28.(6分)⑴Cu(1分) Fe3++e-=Fe2+(1分) Ag(1分)⑵MnO42――e-=MnO4―(1分)⑶15.5(2分)
29.(6分) (1)CO、CO2(1分) (2)Na2O+H2O==2NaOH(1分)
(3)试纸先变红,随后红色区域扩大,后被漂白褪色(2分)
2H++2e-=H2↑(2H2O+2e-= H2↑+2OH-) (1分)
(4)NaCl(1分)
30.(12分) (1)正(1分)
(2)Ag(1分) 2.16(2分)
(3)2∶1/2∶1(2分)
(4)不变(1分) 不变(1分) 增大(1分) 减小(1分)
(5)45.18(2分)。
31.(11分) (1)负极(1分) 逐渐变浅(1分) 氢氧化铁胶体粒子带正电荷(1分)
(2)1∶2∶2∶2 (2分)
(3)镀件(1分) AgNO3(1分) 5.4g(2分) 变小(1分)
(4)Fe + Cu2+ 电解 Cu + Fe2+(1分)
32.(9分) (1)为了防止亚铁化合物被氧化(1分)
(2)CO2 H2O NH3 (2分)
(3)Fe+H2PO4-+Li+-2e-====LiFePO4+2H+(2分)
(4)(2分)
(5)FePO4+Li++e-====LiFePO4(2分)
33.(8分)(1)锂(1分) (1分)
(2) (2分)
(3)出现白雾,有刺激性气体生成(1分) (1分)
(4)锂是活泼金属,易与 、 反应; 也可与水反应(2分)
俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是小编为大家整理的“高二化学《酸碱中和滴定实验》导学案”,相信您能找到对自己有用的内容。
高二化学《酸碱中和滴定实验》导学案
【教学目标】
1、知识与技能:
(1)熟练中和滴定实验有关仪器的基本操作规范。
(2)理解中和滴定实验过程实验数据的记录方法。
2.过程与方法:
(1)通过中和滴定实验,掌握中和滴定实验操作方法。
(2)通过酸碱中和滴定实验,理解化学实验中测定酸或碱的浓度的基本方法。
3.情感、态度与价值观:
(1)通过中和滴定终点时指示剂的颜色突变等感受化学实验中的色彩美。
(2)通过中和滴定实验过程“先快后慢”、边滴边振荡等的把握,养成的实验习惯。
(3)通过中和滴定实验数据的处理和计算,培养实事求是的实验态度。
实验教学重点和难点
重点:中和滴定实验操作过程。难点:实验数据的处理
教学过程
一、酸碱中和滴定原理:H++OH-=H2O
在滴定达到终点时n(H+)=n(OH-),如果是一元酸和一元碱反应则有:
n(酸)=n(碱)c酸.V酸=c碱.V碱
现在我们用0.1000mol/L的盐酸标准溶液测定未知浓度的NaOH溶液
C(NaOH)=C(HCl)·V(HCl)/V(NaOH)
二、酸碱中和滴定
(一)认识仪器:
1、滴定管构造
①类型:酸式滴定管碱式滴定管
②刻度:A、“0”点在上端,从上向下增大。
B、每小格为0.1mL,但应估读至0.01
③标记:容积、温度、刻度
2、滴定管的使用方法
①检查:活塞、是否漏水
②洗涤:蒸馏水洗、润洗。
润洗(2-3次)的目的是什么?
③装液、固定、排气、调零:
把溶液注入滴定管中,使液面位于“0”以上2cm-3cm处,再把滴定管固定在滴定管夹上,在滴定管下放一个烧杯,调节活塞使滴定管的尖嘴部分充满溶液(不留气泡),并使液面处在“0”或“0”以下某一刻度处,记下准确读数。
④读数:a、滴定管要垂直,
b、装液或放液后静置一会儿,待液面稳定再读数
c、视线与凹液面最低处保持水平,
d、估读到0.01mL。
(二)中和滴定
1、仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。
2、试剂:标准液0.1000mol/L的盐酸溶液、待测液0.1mol/L左右的氢氧化钠溶液、酚酞
3、中和滴定操作
(1)滴定前准备:查漏—洗涤—润洗—注液—调液—读数
①查漏:检查滴定管是否漏液.
②洗涤:用水和蒸馏水分别洗涤滴定管、锥形瓶.(2-3次)
③润洗:用盛装液分别润洗滴定管,锥形瓶不能用盛装液润洗.(2-3次)
④注液:向滴定管中注入溶液,排出尖嘴部位的气泡.
⑤调液:调节液面至零或零刻度以下.
⑥在锥形瓶待测液中滴加2-3滴酚酞。
(2)滴定
①左手握滴定管活塞,右手拿锥形瓶并不断振荡。
②眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
③终点判断:当滴入最后一滴,溶液颜色变化且在半分钟内不变色。
④读取滴定管刻度并记录。
注意:读数时视线与凹液面水平相切,为保证测定的准确性,上述滴定重复2-3次。
三.数据记录与处理
已知c(HCl)=0.1000mol/L,V(NaOH)=10.00mL
V(HCl)/mL
①
②
③
起始读数
终止读数
V(HCl)/mL
数据处理:
V(HCl)平均=
c(NaOH)=
文章来源:http://m.jab88.com/j/114713.html
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