一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助授课经验少的教师教学。那么如何写好我们的教案呢？下面是小编精心为您整理的“高三化学教案：高三化学电离平衡和电化学”，但愿对您的学习工作带来帮助。

4．电解原理及其应用

直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。

从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：

（1）H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。

（2）溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。

（3）硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。

（4）氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。

（5）电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）

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电离平衡和电化学

电离平衡和电化学
[命题方向]
《考试大纲》中对这部分内容的要求可以总结成如下几条：
（1）理解盐类水解的原理．了解盐溶液的酸碱性。理解影响弱电解质电离平衡的因素。理解弱电解质的电离跟盐的水解的内在联系，能根据这种联结关系进行辩证分析。
（2）能用电离原理、盐类水解原理分析比较溶液的酸碱性强弱，判断溶液中某些离子间浓度大小，解决一些实际问题。
（3）理解原电池原理及构成原电池的条件。理解原电池反应和一般氧化还原反应的异同。能分析常见化学电源的化学原理。
（4）理解化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同。了解生产实际中常见的金属防腐方法的化学原理和金属防腐的一般方法。
（5）理解电解的基本原理。记住电解反应中常见离子在阴、阳极的放电顺序。阳极上失电子顺序为AlZnFeSnPb(H)CuHgAgS2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-；阴极上得电子顺序为O2Cl2Br2I2SAg+Hg2+Cu2+(H+)Pb2+Fe2+Zn2+Al3+……
（6）电解原理的应用：氯碱工业、冶炼铝、电镀、精炼铜等。
近几年考查这方面内容的试题在高考所占的比例较大，在理科综合试题每年都会2-3道选题、一道大题，在化学单科试题也常会有大题出现。
[复习重点]
1．本章内容的核心是实质是化学平衡移动原理的具体应用，电离平衡、水解平衡、原电池反应、电解反应中都涉及到化学平衡移动原理。下表列举了这部分内容中的跟平衡移动有关的一些实例：
表：化学平衡与其它各类平衡的关系
知识内容与化学平衡之间的联系
弱电解质的电离电离平衡实质上就是一种化学平衡，可以用化学平衡移动原理对弱电解质的电离平衡作定性的、或定量的分析。根据电离度大小可比较弱电解质相对强弱，根据相应盐的水解程度也可比较弱电解质的相对强弱。
水的电离水是一种很弱的电解质，加酸、加碱会抑制水的电离，升高温度会促进水的电离。Kw=[OH-][H+]是水的电离平衡的定量表现，H+、OH-浓度可以用这个关系进行换算。
盐类水解盐类水解（如F-+H2OHF+OH-）实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果：①水的电离平衡向正方向移动（H2OH++OH-），②另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动（HFF-+H+）。也可以看成是中和反应的逆反应，升高温度会促进水解。
中和滴定水的电离程度很小，H++OH-=H2O的反应程度很大，所以可以利用这个反应进行中和滴定实验，测定酸或碱溶液的浓度。
原电池反应和电解反应原电池反应和电解反应实质是氧化还原反应，其特点是一个氧化还原反应分成了两个电极反应（却氧化反应、还原反应分别在不同的电极上发生反应）。一些原电池的电极反应（如钢铁的吸氧腐蚀正极的电极反应O2+2H2O+4e=4OH-）涉及到水的电离平衡移动造成pH变化。电解硫酸、氢氧化钠、氯化钠等溶液过程中，在阴极或阳极附近由于电极反应而使水的电离平衡发生移动造成pH变化。
2．本部分内容的知识体系

3．原电池
（1）原电池的构成条件：这是一种把化学能转化为电能的装置.从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
a.负极与正极：作负极的一般是较活泼的金属材料，作正极的材料用一般导体即可
b.电解质溶液：
c.闭合回路
注意：通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极,但也不是绝对的,严格地说,应以发生的电极反应来定.例如，Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是Al,故Al作负极。
（2）原电池的工作原理：
（1）电极反应（以铜锌原电池为例）：负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）
（2）电子流向：从负极（Zn）流向正极（Cu）
（3）电流方向：从正极（Cu）流向负极（Zn）
（4）能量转变：将化学能转变成电能
（3）电极反应：
在正、负极上发生电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢-氧燃料电池，它的负极是多孔的镍电极，正极为覆盖氧化镍的镍电极，电解质溶液是KOH溶液，在负极通入H2，正极通入O2，电极反应：
负极：2H2+4OH-－4e-=4H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
负极的反应我们不能写成：2H2－4e-=4H+。因生成的H+会迅速与OH-生成H2O。
（4）金属的腐蚀：
金属的腐蚀分为两类：
（１）化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀。
（２）电化腐蚀：不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。
最普遍的钢铁腐蚀是：负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
（注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为:
2Fe-4e-=2Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O
（5）金属的防护
一般有三条途径：其一是改变金属内部结构，如制成合金，其二是涂保护层，其三是电化学保护法。例如在铁表面镀上锌或锡，即成白铁与马口铁，但一旦破损，因原电池反应，白铁外面的锌可进一步起保护作用，而马口铁外面的锡反而会加速腐蚀（铁作负极被溶解）。
4．电解原理及其应用
直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。
从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：
（1）H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
（2）溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。
（3）硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。
（4）氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。
（5）电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）
[典型题析]
[例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32-－4e－＝4CO2
正极反应式：
总电池反应式：
[解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应，当年高考失分也很严重。其实，我们只要从最基本的一点－燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式－应为总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e－=2CO32-。
[例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是（）
A.和正极作用把碳变成CO2
B.把正极附近生成的H2氧化成水
C.电池中发生化学反应的催化剂
D.和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+
[解析]锌锰干电池的负极材料是锌，故负极反应是Zn－2e－=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和（H），继而被MnO2氧化为水，使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化，故MnO2也可称为正极的去极剂，使正极附近生成的H2氧化为水。正极反应：
2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3+2NH3+H2O
电池总反应为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
本题答案为B。
[例3]将0.lmol醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（）
A．溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B．溶液中c(H+)增大
C．醋酸电离平衡向左移动D．溶液的pH增大
[解析]答案为D。
主要考查电离平衡知识。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础知识，要用到化学平衡移动原理。要注意酸溶液稀释时，溶液的c(OH-)增大，同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。
[例4]已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（）
A．在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同
B．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等
C．在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)
D．在Na2A溶液中一定有：c(Na+)c(A2-)c(H+)c(OH-)
[解析]答案选C。
主要考查电离平衡、盐类水解等理论知识。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中，从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识，可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。
根据题给条件可判断，H2A的第一级电离就较弱，属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离，两溶液中所含离子种类数肯定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，阴离子总数增加，在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小，所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中，阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以，在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。
[例5]剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2cm）。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“－”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸，在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题：
（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向（填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为；
（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向（填“铝”或“铜”）极，此时铝是（填“正”或“负”）极，铝片上电极反应式为。
[解析]电极的确定依赖于具体的电极反应，在这个问题上，学生易受思维定势的影响，以为金属越活泼，便一定是负极，殊不知，在浓硝酸中，Al表面产生了钝化，发生反应的是Cu。因此，当Al、Cu同时插入稀硫酸时，电流表指针偏向Al。（电流方向从正极到负极）。电极反应式为：Al-3e－=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向Cu，Al作正极，且电极反应式为：NO3-+4H++3e－=NO+2H2O。

[预测与训练]
1．0.100molL-1的Na2S的溶液中，下列关系不正确的是（）
A．c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1B．c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
C．c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)D．c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
2．在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得[Na＋]与[CH3COO－]几乎相等，则原溶液可能是（）
A．HCl溶液B．NaOH溶液C．KCl溶液D．KOH溶液
3．已知同温同浓度时①H2CO3比H2S电离度大，②H2S比HCO3－电离度大，则下列反应不正确的是（）
（A）Na2CO3＋H2S＝NaHCO3＋NaHS
（B）Na2S＋H2O＋CO2＝NaHS＋NaHCO3
（C）2NaHCO3＋H2S＝Na2S＋2H2O＋2CO2
（D）2NaHS＋H2O＋CO2＝Na2CO3＋2H2S
4．将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中，在此过程中，溶液中的[H＋]与Cl2用量的关系示意图是（溶液的体积不变）（）
ABCD
5．下列操作中，能使电离平衡H2OH＋＋OH－，向右移动且溶液呈酸性的是（）
（A）向水中加入NaHSO4溶液（B）向水中加入Al2(SO4)3溶液
（C）向水中加入Na2CO3溶液（D）将水加热到100℃，使pH＝6
6．要使水的电离平衡向右移动，且使pH＜7，可采取的措施是（）
A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量盐酸D加热
7．在室温下，0.1mol/L100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH减小，但又要使醋酸电离度减少，应采取（）
A加入少量CH3COONa固体B通入少量氯化氢气体
C提高温度D加入少量纯醋酸
8．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH-—4e-=2H2O+O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
9．电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两电极板，通过导线与直流电源相连。回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为。在X极附近观察到的现象是。
②Y电极的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X的电极材料是，电极反应式为。
②Y电极的材料是,电极反应式为。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
10．某种胃药片的制酸剂为碳酸钙，其中所含的制酸剂质量的测定如下：
①需配制0.1molL-1的盐酸和0.1molL-1的氢氧化钠溶液；
②每次取一粒（药片质量均相同）0.2g的此胃药片，磨碎后加入20.00mL蒸馏水；
③以酚酞为指示剂，用0.1molL-1的氢氧化钠溶液滴定，需用去VmL达滴定终点；
④加入25.00mL0.1molL-1的盐酸溶液。
（1）写出实验过程的步骤（写编号顺序）______________。
（2）下图所示的仪器中配制0.1molL-1盐酸溶液和0.1molL-1氢氧化钠溶液肯定不需要的仪器是（填序号）_________，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是（填仪器名称）__________。
（3）配制上述溶液应选用的容量瓶的规格是（填字母）__________________。
（A）50mL、50mL（B）100mL、100mL
（C）100mL、150mL（D）250mL、250mL
（4）写出有关的化学方程式_____________________________。
（5）胃药中含碳酸钙的质量是________。
11．将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以1︰2的体积比混和，所得溶液的pH＝12，用上述NaOH溶液滴定pH＝3的某一元弱酸溶液20mL，达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL，试求：
（1）NaOH溶液的物质的量的浓度；
（2）此一元弱酸的物质的量的浓度；
[参考答案]
1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。
9．（1）①2H++2e-=H2↑放出气体，溶液变红。
②2Cl--2e-=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）①纯铜Cu2++2e-=Cu②粗铜Cu-2e-=Cu2+
10．（1）这一问主要是为了考查学生对中和滴定实验过程的理解和掌握情况而设问的。为了保证所得滴定结果的准确度，同一样品溶液要重复滴定2次以上。所以操作步骤应为：①②④③②④③（或②①④③②④③）。
但有好多学生没有想到要重复滴定一次，回答成①②④③。
（2）第（2）问的回答也是要从中和滴定实验操作过程去联想回忆。答案为：A、C；玻璃棒、烧杯。
（3）要滴定2次以上，所以样品溶液的总体积应超过75mL，应选B。
（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O
（5）
11．（1）0.04mol/L（2）0.025mol/L（3）4.0%

高三化学教案：《电化学》教学设计

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，让教师能够快速的解决各种教学问题。那么如何写好我们的教案呢？以下是小编为大家精心整理的“高三化学教案：《电化学》教学设计”，相信能对大家有所帮助。

学习目标

1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式;

2、掌握几种新型燃料电池的工作原理;

3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断;会书写电极反应式和电解总反应方程式;

4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

典型例题

【例1】⑴今有2H2+O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是

，正极通的应是，电极反应式为负极：，正极：。

⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为负极：，

正极：。⑴和⑵的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化。

⑶若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为负极：，

正极。

【例2】(2003年南通四市联考试题)右图中电极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。

课堂练习

1、蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，

下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是()

A.放电时Fe作负极，NiO2作正极

B.放电时溶液中的阳离子向正极移动

C.充电时的阴极反应是Fe(OH)2+2e-==Fe+2OH-

D.该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液

2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是：

A.负极反应可能是O2+2H2O+4e-=4OH-

B.负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O

C.正极反应可能是6C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2+18H2O

D.正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O

3、下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是()

A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu浓H2SO4

C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液

4.(多选)用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是()

ABCD

5.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气(标准状况)，则M的相对原子质量为()

A.B.C.D.

6.摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用锂电池的10倍，且待机时间超过一个月。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-。

⑴该电池总反应的离子方程式为——————————————————————————————————————;

⑵甲醇是————极，电池在放电过程中溶液的pH将_________(填“下降”或“上升”、不变”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液(假设整个过程中能量总利用率为80%)，则将产生标准状况下的O2______升。

⑶最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y：钇)的ZrO2(Zr：锆)固体，它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。

①电池的正极反应式为_________________，

②放电时固体电解质里O2-离子的移动方向是向_______极移动(填正或负)。

7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍.根据以上叙述，填写这种电池两极的电极反应式：

(1)负极：.

(2)正极：.

课后练习

1.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，电解氯化铜溶液，铁片表面析出铜

C.把铜片插入三氯化铁溶液，在铜片表面析出铁

D.把锌放入稀盐酸中，加几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快

2.据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn+O2=2ZnO，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是()

A.锌为正极，空气在负极反应B.负极还原反应，正极氧化反应

C.负极的电极反应为：Zn-2e-+2OH-==ZnO+H2O

D.电池工作时溶液的pH降低

3.有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀;将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应激烈;将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化;若将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：

A.dcabB.dabcC.dbacD.badc

4.在H2O中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3—SO42—、Cl—，该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是()

A.1:8B.8:1C.35.5:108D.108:35.5

5、在装有水的烧杯里，用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒，如右图。⑴向烧杯中加入CuSO4溶液后，棒的状态将如何变化?(溶液密度的变化忽略不计)

⑵说明上述变化的原因。

6.(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

⑴a电极材料_______，其电极反应式为_____________________。

⑵电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液

⑶液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

⑷若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________。

专题(七)答案例题例1【答案】⑴H2、O2;负极：2H2+4OH--4e-=4H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O;pH变小;pH变大;⑶负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-。

例2【答案】(1)正;(2)Ag、2.16;(3)2∶∶1;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。

课堂练习

1D2B3C4AD5C

6.⑴2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O，⑵负极，下降，13.44L，

⑶①O2+4e-=4O2-,②负极。)

7答案：(1)Al-3e=Al3+

(2)2H2O+O2+4e=4OH-

课后练习

1C2C3B4B

5答案：⑴Fe一端升高，Ag一端降低，同时Fe端逐渐溶解，Ag端有红色物质析出，水溶液略显浅蓝色;⑵上述变化的原因见解析。

6.⑴Fe，Fe-2e—=Fe2+;⑵C;B;⑶隔绝空气，防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气;⑷白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

高三化学教案：《电化学教案》教学设计

【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)

高三化学教案：《电化学解题策略》教学设计

本文题目：高三化学教案：电化学解题策略

电化学解题策略

通过研究近几年全国各地的高考试题，有关电化学试题仍是2012年高考一大亮点，这充分说明电化学在今后教学中的重要性。但这类试题往往又是学生学习的难点，错误率较高。如何解答此类问题，现归纳如下：

【解题策略】

一. 电化学中四个极

正负极是根据物理学上的电极电势高低而规定的，多用于原电池。正极电极电势高，是流入电子(外电路)的电极;负极电极电势低，是流出电子(外电路)的电极。

阴阳极是针对电解池或电镀池来命名的。阳极是指与电源正极相连，发生氧化反应的电极;阴极是指与电源负极相连，发生还原反应的电极。

二. 电化学中四个池

1. 原电池：化学能转化为电能的装置。除燃料电池外，一般由活泼金属作负极。

2. 电解池：电能转化为化学能的装置。

3. 电镀池：应用电解原理在某些金属表面镀上一层新金属的装置。通常镀层金属接电源正极，待镀金属的物件接电源负极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液。

4. 电解精炼池：应用电解原理提纯某些金属的装置，通常提纯的金属接电源正极，该金属的纯净固体接电源负极，电解液含有待提纯金属的阳离子。

三. 原电池电极的四种判断方法

1. 根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。

2. 根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。

3. 根据电极反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。也可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、淀粉试液等)的显色情况判断该电极是 或 等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，若电极附近溶液变红色，说明该电极附近溶液显碱性， 在该电极附近得电子被还原，该电极为正极。

4. 根据两极现象判断：通常溶解或质量减少的一极为负极;质量增加或有气泡产生的一极为正极。

四. 电解的四种类型

1. 只有溶质发生化学变化：如用惰性电极电解 溶液、 溶液，其电解反应式分别为：

2. 形式上看只有水发生化学变化：如惰性电极电解 溶液的电解反应式均为：

3. 溶质、水均发生化学变化：如惰性电极电解 溶液、 溶液，其电解反应式分别为：

4. 形式上看溶质和水均未发生化学变化：如铁器上镀铜，电极反应式分别为：阳极铜棒： ，阴极铁器： 。

五. 书写电极反应的四原则

1. 加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。

2. 共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中 不可能存在，也不可能有 参加反应;当电解质溶液呈酸性时，不可能有 参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式： ;正极反应式： 。

3. 得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加 (电解质为酸性时)或 (电解质溶液为碱性或中性时);失氧时，在反应物中加 (电解质为碱性或中性时)或 (电解质为酸性时)。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为： ，负极 ，根据得氧原则，负极反应式为： ;正极 ，根据失氧原则，正极反应式为： 。

4. 中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。

【题型解读】

题型一、电极名称和电极材料的判断

例1. 铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是( )

A. 阴极 B. 正极 C. 阳极 D. 负极

解析：电解池的两极分别命名为阴、阳极，原电池的两极分别命名为正、负极。题中装置构成的是原电池，锌片失电子作原电池的负极。答案：D

题型二、电极方程式的书写

例2. 下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列判断正确的是( )

A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极

C. 电解过程中，d电极的质量增加 D. 电解过程中，氯离子的浓度不变

解析：根据电流方向可判断出a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。用惰性电极电解CuCl2溶液时，两个电极上发生的反应阳极(c电极)为： ，阴极(d电极)为： 。答案：C

题型三、废旧电池的处理方法

例3. 随着人们生活水平的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )

A. 利用电池外壳的金属材料

B. 防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体造成污染

C. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D. 回收其中的石墨电极

解析：随着生产的发展和人们生活水平的日益提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们的重视，废旧电池中含有铅、汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。答案：B

题型四、利用得失电子守恒进行计算

例4. 室温下，在实验室中电解500mL某0.03mol/L的NaCl溶液，通电一段时间后溶液的pH从7增加到12时(设电解时溶液的体积变化忽略不计)，则阴极产生气体的体积(标准状况)和溶液中NaCl的浓度分别为( )

A. 112mL, 0.02mol/L B. 56mL, 0.02mol/L

C. 56mL, 0.04mol/L D. 112mL, 0.04mol/L

解析：室温下，pH=12时， ，生成的 的物质的量为

。由电极反应中电子转移数相等，推导出电子与各物质之间物质的量的关系为： 。由生成的 的物质的量可直接求得

参加反应的NaCl的物质的量为 。剩余NaCl的浓度为

，生成的H2为 。答案：B

题型五、电化学基础知识应用

1. 判断金属的活动性强弱

例5. X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出;若电解 和 共存的溶液时，Y先析出;又知 的氧化性强于 ，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )

A. X>Z>Y>M B. X>Y>Z>M C. M>Z>X>Y D. X>Z>M>Y

解析：金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X>Z;电解 和 共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z>Y;离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性Y>M。答案：A

2. 金属的腐蚀

例6. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是( )

A.

B.

C.

D.

解析：洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应为： ，正极发生的反应为： ，总反应式为： ，而 又易被O2氧化为红褐色的 。答案：D

题型6、电子守恒法的应用。

例7、500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol?L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )

A.原混合溶液中c(K+)为1 mol?L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子

C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol?L-1

解析：两极反应为：阴极 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ 阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O,两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒，n(Cu2+)=1mol.再通过离子所带电荷的守恒,在500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中存在关系：2c(Cu2+)+c(K+)=c(NO3-)，可以求出c(K+)=2 mol?L-1 .电解过程中消耗的n(OH-)=4mol,则溶液中留下4mol的H+,c(H+)=8mol?L-1 .

答案：B

例8、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：

(1)电源电极X名称为_____________。

(2)pH变化：A___________, B__________, C__________。

(3)通电5min时，B中共收集224mL气体(标况)，溶液体积为200mL。(设电解前后无体积变化)则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________。

(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是___________(设前后体积无变化)。

解析：(1)因为Cu电极增重，说明溶液中的Ag+在此极析出，所以Cu极为阴极，Ag极为阳极，那么与Ag极相连的电源Y极为正极，X极为负极。(2)电解KCl溶液时，阴极上2H++2e-=H2↑，溶液pH增大，电解CuSO4和K2 SO4溶液时，阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，溶液pH减小。电解AgNO3溶液实质是电镀，溶液浓度不变，故pH不变。(3)C中铜电极增加2.16gAg，通过的电子为n(e-)= 0.02mol，因为串联电池，每个电极通过的电子均为0.02mol，B中阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，放出O2为 =0.005mol，阴极放出H2为：0.01mol-0.005mol=0.005mol，根据H2的物质的量推知H+得电子2×0.005mol，则Cu2+得电子为0.02mol -2×0.005mol， CuSO4 的浓度为： 。

(4)A中阴极2H++2e-=H2↑，H+减少n(H+)=0.02mol，

c(OH-) = ,pH=13。

答案：(1)负极(2)增大;减小;不变(3)0.025mol/L(4)13。

例9、(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。

(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。

肼—空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是 。

负极的电极反应式是 。

(3)下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是 。

②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气 L(假设空气中氧气体积含量为20%)

解析：(1)注意32克N2H4为1mol,注意△H应与方程式的计量数相对应，如N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1);△H=-624kJ/mol

(2)肼—空气燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。故电极反应为：

(正极)O2+2H2O+4e-=4OH- ，(负极)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑

(3)①此图为电解装置，铜片为阳极，锌片为阴极。锌片上发生的电极反应是Cu2++2e-=Cu

② 铜片减少128g，即转移电子4mol 根据O2+2H2O+4e-=4OH-计算得，需要氧气1mol,转化为空气则需要112L。

答案：(1)N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1);△H=-624kJ/mol

(2)O2+2H2O+4e-=4OH- ; N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑

(3)①Cu2++2e-=Cu ②112

【专题测试】

1.下列有关电化学的示意图中正确的是

()

【解析】　选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2，正确。

【答案】　D

2.下列叙述正确的是

()

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置　②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应　③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现　④碳棒不能用来作原电池的正极　⑤反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+，能以原电池的形式来实现

A.①⑤　B.①④⑤

C.②③④ D.②⑤

【解析】　②原电池负极发生氧化反应，③不能实现，④碳棒可以作原电池的正极。

【答案】　A

3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。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0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g

【解析】　由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极Zn开始，流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)，故外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量就减轻6.5 g。

【答案】　C

4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为

()

A.H2+2OH--2e-===2H2O

B.O2+4H++4e-===2H2O

C.H2-2e-===2H+

D.O2+2H2O+4e-===4OH-

【答案】　C

5.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是

()

A.负极发生的反应为：Fe-2e-===Fe2+

B.正极发生的反应为：2H2O+O2+2e-===4OH-

C.原电池是将电能转变为化学能的装置

D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

【答案】　A

6.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是

()

①原电池正极和电解池阳极所发生的反应　②原电池正极和电解池阴极所发生的反应　③原电池负极和电解池阳极所发生的反应　④原电池负极和电解池阴极所发生的反应

A.①② B.②③

C.③④ D.①④

【解析】　原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。

【答案】　B

7.用惰性电极分别电解足量的下列物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入一定量的一种物质(括号内)，溶液能恢复到与原来溶液完全一样的是

()

A.CuCl2(CuO) B.NaOH(NaOH)

C.NaCl(HCl) D.CuSO4〔Cu (OH)2〕

【解析】　首先分析各水溶液中存在哪些阴、阳离子，判断阴、阳两极参加反应的离子是什么?溶液中减少的是什么?显然A中电解的是CuCl2，B中被电解的是水，D中减少的是CuO，与添加的物质不符被否定。

【答案】　C

8.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：

12H2+NiO(OH) Ni(OH)2

根据此反应式判断，下列叙述中正确的是

()

A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

B.电池放电时，镍元素被氧化

C.电池充电时，氢元素被氧化

D.电池放电时，H2是负极

【解析】　放电时，反应向右进行，氢被氧化为H+，负极区pH减小，镍元素被还原，而充电时，反应向左进行，氢元素被还原。

【答案】　D

9.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是：Cu+2H+===Cu2++H2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是

()

A.该装置可能是原电池，也可能是电解池

B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸

C.该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极

D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸

【解析】　不能是原电池，Cu+H+不能自发的发生氧化还原反应。

【答案】　C

10.用惰性电极电解2 L 1.0 mol?L-1CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了1 mol电子，此时溶液中c(H+)为(假设体积不变)

()

A.1.5 mol?L-1 B.0.75 mol?L-1

C.0.5 mol?L-1 D.0.25 mol?L-1

【解析】　调换正负极前后电极反应式的比较情况如下：

前阳：4OH--4e-===2H2O+O2↑阴：2Cu2++4e-===2Cu

后阳：2Cu-4e-===2Cu2+(先)4OH--4e-===2H2O+O2↑(后)阴：2Cu2++4e-===2Cu

由上反应知：电路中转移的1.5 mol电子中，只有1 mol由OH-放电产生，即消耗的n(OH-)=1 mol，亦即溶液中积累的n(H+)=1 mol，故c(H+)=0.5 mol/L。

【答案】　C

11.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为

()

A.1∶2∶3　B.3∶2∶1

C.6∶3∶1 D.6∶3∶2

【答案】　D

12.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

【答案】　A

13.如下图所示，通电后，A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 ()

A.P是电源的正极

B.F极上发生的反应为：4OH--4e-===2H2O+O2↑

C.通电后，甲、乙、丙三池中，除了E、F两极外，其他电极均参加了反应

D.通电后，甲池溶液的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变

【答案】　B

14.如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭

气体放出。符合这一情况的是 ()

a极板 b极板 X电极 Z溶液

A 锌 石墨 负极 CuSO4

B 石墨 石墨 负极 NaOH

C 银 铁 正极 AgNO3

D 铜 石墨 负极 CuCl2

【答案】　A

15.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，下列说法正确的是

()

A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-===Li++C6

B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-===LiCoO2

C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

【解析】　A项，充电时，发生电解池反应，电池负极即为电解池阴极，发生还原反应Li++C6+e-===LiC6;B项，放电时发生原电池反应电池正极发生还原反应;C项，含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D项，锂相对原子质量小，其密度最小，所以锂离子电池的比能量高。

【答案】　B

16.将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，如下图所示用导线连接起来。下列叙述符合事实的是 ()

A.断开K2，闭合K1时，Al电极反应为：Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O

B.断开K2，闭合K1时，由于Mg比Al活泼，故Mg失去电子被氧化成Mg2+

C.断开K1，闭合K2时，电子由Mg向Al流动

D.断开K1，闭合K2时，溶液中立即会有白色沉淀析出

【解析】　断开K2，闭合K1时，Al、Mg、NaOH构成原电池，Al能自发与NaOH溶液反应而失去电子，为原电池的负极：Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O，故选项A正确，B错误。断开K1，闭合K2时，构成电解NaOH溶液的电解池，Al接电源的正极为电解池的阳极，被溶解：Al-3e-===Al3+，生成的Al3+马上与溶液中过量的OH-反应生成AlO-2，看不到白色沉淀析出。Mg接电源的负极为电解池的阴极，溶液中的H+在该极获得电子而产生H2：2H++2e-===H2↑。电子流向为：Mg→NaOH溶液→Al，故选项C、D错误。

【答案】　A

17.(10分)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：

序号 内容 实验现象

1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮

2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮

3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗

4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗

5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗

6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重

回答以下问题：

(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________;在电化学腐蚀中，负极反应是__________________;正极反应是______________________;

(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________

______________________________________________________________________;

(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________________________(答两种方法)。

【解析】　由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6，负极Fe失电子变成Fe2+被腐蚀，正极均为O2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题(2)。从改变物质的内部结构方面，从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题(3)。

【答案】　(1)3、4、5、6

Fe-2e-===Fe2+(或2Fe-4e-===2Fe2+)

2H2O+O2+4e-===4OH-

(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在

(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等

18.(10分)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Cu(OH)2

pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7

沉淀物 Zn(OH)2 CuS ZnS MnS FeS

pH 8.0 ≥0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7

(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)滤渣A的主要成分为__________________。

(3)加入MnS的目的是除去________________杂质。

(4)碱性锌锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为___________________________

________________________________________________________________________。

(5)从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有________________________(写出两种)。

【解析】　(2)软锰矿酸浸后，滤液中主要含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+和H+，当加氨水调pH至5.4时，根据题目所给表格，此pH下，只有Al3+、Fe3+可沉淀完全。

(3)在pH=5.4时，Cu2+、Zn2+可以硫化物的形式沉淀完全，而MnS在此情况下不可溶解形成Mn2+和S2-，因此加入MnS是为了除去Cu2+和Zn2+。

【答案】　(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4===MnSO4+

Fe2(SO4)3+2H2O　(2)Fe(OH)3、Al(OH)3　(3)Cu2+、Zn2+

(4)MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-)　(5)锌、二氧化锰

19.(13分)物质X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。

(1)若X为氧化物，X的化学式是________________。

(2)若X为单质，X用于焊接钢轨反应的化学方程式是_________________________

________________________________________________________________________。

(3)若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。

X与稀硫酸反应的离子方程式是__________________________________________;

X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________________________

________________________________________________________________________。

①在宇航器中，可以不断的将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器，以除去A。反应的化学方程式是______________________________________________。

②科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中一步是A和氢气在200～250 ℃时，镍催化剂作用下，生成甲烷和另一物质。该反应的化学方程式是___________________。

③熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如下图所示：

C(Ⅰ)的电极名称是________(填正极或负极)。该燃料电池的总反应化学方程式是______________________。

熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图

【答案】　(1)Al2O3　(2)2Al+Fe2O3=====高温2Fe+Al2O3

(3)HCO-3+H+===H2O+CO2↑

NH+4+HCO-3+2OH-===NH3?H2O+CO2-3+H2O

①2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2

②CO2+4H2=====Ni200～250 ℃CH4+2H2O

③负极　2H2+O2===2H2O

20.(11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[(CH3COO)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他产物均以气体逸出。

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)的结构简式如下：

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与足量氢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__________________________________________________________。

【解析】　(1)因制备该电池电极材料的原料为乙酸亚铁，产品为磷酸亚铁锂，为防止亚铁化合物被氧化，故两种制备方法的过程必须在惰性气体氛围中进行。

(2)方法一中除生成磷酸亚铁锂和乙酸外，由碳酸锂可生成CO2气体，由磷酸二氢铵可生成NH3和水蒸气，故除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有CO2、H2O和NH3生成。

(3)分析方法二所给条件，抓住几个关键点：①铁作阳极;②磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液为电解液;③析出磷酸亚铁锂沉淀，所以阳极的电极反应式为：Fe+H2PO-4+Li+-2e-===LiFePO4+2H+。

(4)分析M的结构简式可知，M分子中既含甲基丙烯酸酯的结构，又含碳酸二酯的结构(见下图)：

由此可分析写出M与足量NaOH溶液反应的化学方程式。

(5)该电池放电时正极的电极反应为充电时阳极电极反应的逆过程，即由磷酸铁生成磷酸亚铁锂，故放电时正极的电极反应式为：FePO4+Li++e-===LiFePO4。

【答案】　(1)为了防止亚铁化合物被氧化

(2)CO2　H2O　NH3

(3)Fe+H2PO-4+Li+-2e-===LiFePO4+2H+

(4)

HOCH2CH2OH+Na2CO3+CH3OH

(5)FePO4+Li++e-===LiFePO4

21.(8分)常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中Ⅰ、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息进行下列计算：

(1)原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度。

(2)t2时所得溶液的pH。

(3)电解至t3时，消耗水的质量。

【解析】　(1)阳极首先逸出的是氯气：n(NaCl)=2n(Cl2)=0.02 mol，则c(NaCl)=0.1 mol/L。

阳极得到336 mL气体中，含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2，转移电子的物质的量为：0.01 mol×2+0.005 mol×4=0.04 mol。

此过程中阴极刚好全部析出铜：

n(CuSO4)=n(Cu)=0.04 mol2=0.02 mol，

则c(CuSO4)=0.02 mol0.2 L=0.1 mol/L。

(2)t2时溶液中c(Na+)=0.1 mol/L，c(SO2-4)=0.1 mol/L。

根据电荷守恒有：c(H+)=2×0.1 mol/L-0.1 mol/L=0.1 mol/L，即溶液的pH=1。

【答案】　(1)c(NaCl)=0.1 mol/L、c(CuSO4)=0.1 mol/L

(2)pH=1　(3)0.72 g

文章来源：http://m.jab88.com/j/114782.html

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