矛和盾的集合教學(xué)設(shè)計
發(fā)表時間:2021-12-14高三化學(xué)教案:《硅和硅酸鹽的區(qū)別》教學(xué)設(shè)計。
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?下面是小編為大家整理的“高三化學(xué)教案:《硅和硅酸鹽的區(qū)別》教學(xué)設(shè)計”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
學(xué)法指導(dǎo)
1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>
縱向,即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較,H2C03和 H2Si03,的酸性強弱的比較等。
橫向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較,氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。
2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性,如CO的毒性和還原性,SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。
3.要重視所學(xué)知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導(dǎo)體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系,光導(dǎo)纖維與通訊的聯(lián)系等
考點說明
碳、硅等元素知識也是非金屬元素的命題熱點之一,該類/tk/Index.html>試題常以元素及其化合物知識為載體與化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)實驗及化學(xué)計算密切結(jié)合??疾榈膬?nèi)容主要有:
1.C、CO的還原性;
2.CO、C02的檢驗與鑒別;
3.C02、CO等氣體的制取和收集;
4.C02與Na0H、S02與C等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計算;
5.幾種新型無機非金屬材料的性能和重要用途;
6.環(huán)境保護,消除碳氧化物污染的綜合應(yīng)用。
CO2作為化學(xué)與生物學(xué)相互聯(lián)系的重要物質(zhì)(CO2是植物光合作用的反應(yīng)物,是動物新陳代謝的產(chǎn)物),在今后的綜合測試中應(yīng)引起重視。
延伸閱讀
硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?小編收集并整理了“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
第3單元課時1硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品
教學(xué)設(shè)計
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)了解硅、二氧化硅、硅酸鹽的存在與性質(zhì)。
(2)通過對硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的了解,感受硅酸鹽礦物的應(yīng)用與人類文明的發(fā)展的密切關(guān)系。
(3)從傳統(tǒng)材料到信息材料的學(xué)習(xí),體會到“化學(xué)―人類進步的關(guān)鍵”,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生研究、探索和發(fā)現(xiàn)新材料的意識。
二、重點和難點
重點:硅酸鈉、單質(zhì)硅、二氧化硅的性質(zhì);硅酸鹽的氧化物形式的書寫。
三、設(shè)計思路
本節(jié)課從介紹我們身邊的高科技材料入手,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。由于本節(jié)課內(nèi)容比較簡單,所以采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)與師生共同歸納總結(jié)的教學(xué)方式,以促使學(xué)生更多地參與教學(xué)過程。最后可以通過大量的圖片介紹硅酸鹽產(chǎn)品,以揭示化學(xué)與社會發(fā)展的相互關(guān)系。
四、教學(xué)過程
【展示】含硅化合物及產(chǎn)品(ppt2)。
【過渡】硅在地殼中分布廣泛,也是人類接觸最早的元素之一。從燧石取火到當(dāng)今的單晶硅、光纖等高科技材料,人類對硅的認(rèn)識從來就沒有停止過。人們最初接觸的主要是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品——陶瓷、磚瓦、水泥和玻璃。在介紹硅酸鹽工業(yè)前我們先來學(xué)習(xí)下面有關(guān)的知識。
【提問】(1)硅元素在地殼中的含量怎樣?
(2)硅元素在自然界主要有哪些存在形式?
【過渡】硅元素在自然界中廣泛存在,主要是硅酸鹽和二氧化硅的形式,下面我們先來了解硅酸鹽的有關(guān)知識。
【展示】自然界中的一些硅酸鹽的圖片及化學(xué)式(ppt3)。
【講解】硅酸鹽的組成相當(dāng)復(fù)雜,常改寫成氧化物的形式。
【介紹】將硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式。
【板書】一、硅酸鹽
【練習(xí)】(ppt4)
1.將硅酸鈉(Na2SiO3)改寫為氧化物形式:(Na2OSiO2)。
2.將滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改寫為氧化物形式:(3MgO4SiO2H2O)。
3.將鈉長石(NaAlSi3O8)改寫為氧化物形式:(Na2OAl2O36SiO2)。
【過渡】在硅酸鹽中,硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種,用途廣泛,下面我們先來學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識。
【板書】二、硅酸鈉(ppt5)
【介紹】硅酸鈉是極少數(shù)可溶于水的硅酸鹽中的一種,其水溶液俗稱“水玻璃”,是建筑行業(yè)經(jīng)常使用的一種黏合劑。也可做防腐劑、防火劑。
【過渡】在人類社會發(fā)展的過程中,大自然饋贈給人類很多材料,如泥土、木材、石頭等,但這些已遠遠不能滿足人類社會發(fā)展的需求。所以,人們不斷地研制各種各樣的新材料,以滿足人類物質(zhì)文明和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要。
【設(shè)問】我們的生活越來越好,許多的家庭都購買了新的住房。買房,對任何一個家庭來說,都是一樁大事,你們的父母少不得也要聽聽你們的建議說說看,從你們的角度,希望這房子至少應(yīng)具備哪些基本條件呢?
【過渡】你們所提的要求,與兩種硅酸鹽產(chǎn)品——水泥和玻璃的品種和質(zhì)量是分不開的。水泥和玻璃都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品。
【板書】三.傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品(ppt6)
【展示】水泥圖片(ppt6)
【學(xué)生活動】閱讀課本P79,并回答問題:
(1)水泥的特性
(2)水泥的主要原料
(3)水泥的用途
【板書】1.水泥(ppt7、8)
(1)特性:具有水硬性。
(2)工業(yè)制備:
①原料:黏土和石灰石
②設(shè)備:回轉(zhuǎn)窯
③反應(yīng)條件:高溫煅燒
④添加:石膏(作用——調(diào)節(jié)水泥的硬化速度)。
(3)主要成分:硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣。
【介紹】水泥以黏土和石灰石為主要原料,經(jīng)研磨,混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒,再加入適量石膏,并研磨成細粉就得到普通水泥。解放前,我國的水泥生產(chǎn)量很小,解放后,水泥工業(yè)有了迅速的發(fā)展。1985年,我國的水泥產(chǎn)量躍居世界第一位。1998年,產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的37.5%。并且,我國的水泥制品工業(yè)發(fā)展也很迅猛,各種水泥制品被廣泛使用,以代替鋼材和木材。
【介紹】常見的水泥制品和用途。(ppt9、10)
【過渡】玻璃也是硅酸鹽產(chǎn)品。
【板書】2.玻璃(ppt11)
【播放】玻璃生產(chǎn)過程的視頻(ppt12)
【學(xué)生活動】閱讀課本P80,了解玻璃的相關(guān)內(nèi)容。
【介紹】玻璃的生產(chǎn)過程。
【板書】2.玻璃(ppt13)
①主要性質(zhì):無固定熔點
②原料:純堿、石灰石、石英
③設(shè)備:玻璃熔爐
④反應(yīng)條件:高溫
⑤成分:Na2OCaO6SiO2
【介紹】幾種常見的玻璃及其它們的特性和用途。(ppt14-18)
【提問】同學(xué)們的英語水平估計要比我高,請看這句英文:ToChinaforchina,Chinawithchina,dinnerwithchina.是什么意思呢?(ppt19)
【提示】在英語中,China是中國,而china是瓷器的意思,將中國稱為“China”是說中國是瓷器之都。
【介紹】陶瓷的起源(ppt20)和陶瓷的燒制過程。(ppt21)
【學(xué)生活動】閱讀課本P80,了解瓷器的相關(guān)內(nèi)容。
【板書】3.陶瓷(ppt22)
主要原料:粘土(其主要成分為Al2O32SiO22H2O)
【介紹】現(xiàn)代陶瓷的應(yīng)用(ppt23、24)
【鞏固練習(xí)】(ppt25)
1.水玻璃不具備的用途是(C)
A.耐酸水泥摻料B.木材防腐劑C.食品添加劑D.建筑材料黏合劑
2.下列工業(yè)生產(chǎn),用石灰石作為原料的(A)
①用海水為原料生產(chǎn)鎂,②制硅酸鹽水泥,③制普通玻璃,④冶煉生鐵,⑤制漂白粉。
A.①②③④⑤B.②③④⑤C.①②③⑤D.①②③④
【結(jié)束語】
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了含硅的傳統(tǒng)無機非金屬材料——水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)和用途,知道了我們的衣食住行都離不開硅,它是帶來人類文明的重要元素之一。
【作業(yè)】
完成“練習(xí)與實踐”:第1、4、5題。
第七章 硅和硅酸鹽工業(yè)
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?以下是小編為大家精心整理的“第七章 硅和硅酸鹽工業(yè)”,歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
學(xué)法指導(dǎo)
1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>
縱向,即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較,H2C03和H2Si03,的酸性強弱的比較等。
橫向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較,氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。
2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性,如CO的毒性和還原性,SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。
3.要重視所學(xué)知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導(dǎo)體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系,光導(dǎo)纖維與通訊的聯(lián)系等
考點說明
碳、硅等元素知識也是非金屬元素的命題熱點之一,該類試題常以元素及其化合物知識為載體與化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)實驗及化學(xué)計算密切結(jié)合。考查的內(nèi)容主要有:
1.C、CO的還原性;
2.CO、C02的檢驗與鑒別;
3.C02、CO等氣體的制取和收集;
4.C02與Na0H、S02與C等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計算;
5.幾種新型無機非金屬材料的性能和重要用途;
6.環(huán)境保護,消除碳氧化物污染的綜合應(yīng)用。
CO2作為化學(xué)與生物學(xué)相互聯(lián)系的重要物質(zhì)(CO2是植物光合作用的反應(yīng)物,是動物新陳代謝的產(chǎn)物),在今后的綜合測試中應(yīng)引起重視。
7.金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
第一講碳、硅及其化合物第一節(jié)碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外層電子數(shù)均為4個,易形成共價化合物。
1.碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
元素
性質(zhì)
碳(C)
硅(Si)
鍺(Ge)
錫(Sn)
鉛(Pb)
主要化合價
+2、+4
+4(只有+4)
+2、+4
+2、+4
+2、+4
單質(zhì)色、態(tài)
無色或黑色固體
灰黑色固體
灰白色固體
銀白色固體
藍白色固體
氫化物RH4的穩(wěn)定性
主要氧化物
CO、CO2
SiO2
GeO、GeO2
SnO、SnO2
Pb、PbO2
最高價氧化物的水化物
化學(xué)式
H2CO3
H2SiO3H4SiO4
Ge(OH)4
Sn(OH)4
Pb(OH)4
酸堿性
酸性遞減
堿性遞增(多數(shù)有兩性)
金屬性、非金屬性
非金屬性遞減、金屬性遞增
2.碳的化學(xué)性質(zhì)
碳在常溫下性質(zhì)比較穩(wěn)定,很難被氧化,但在點燃或加熱的條件下也能跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
①還原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比較
(1)一氧化碳
物理性質(zhì)
五色無味氣體,劇毒(結(jié)合血紅蛋白),難溶于水
化學(xué)性質(zhì)
①可燃性
②還原性(與Fe304、CuO、H20的反應(yīng))
③不成鹽氧化物
實驗室制法
收集方法:排水法
檢驗方法:點燃后在火焰上方罩上干燥的燒杯,無水霧出現(xiàn),罩沾有澄清的石灰水的燒杯,出現(xiàn)渾濁
工業(yè)制法主要用途:燃料、還原劑、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性質(zhì):無色略帶酸味氣體,無毒,能溶于水(1:1)固體時俗稱干冰
化學(xué)性質(zhì)
①不能燃燒,一般情況下不助燃;
②氧化性(與C、Mg的反應(yīng))
③酸性氧化物(與堿及堿性氧化物的反應(yīng))
④與鹽[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空氣法
體驗:使澄清的石灰水變渾濁煅燒石灰石:CaC03=CaO+C02↑
用途:滅火劑、致冷劑、人工降雨、制純堿、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶體結(jié)構(gòu):與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)類似,是正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。
②物理性質(zhì):硬度大、熔點高,具有金屬光澤,是一種半導(dǎo)體,只能以化合態(tài)存在于自然界。
③化學(xué)性質(zhì):不活潑。注意下列化學(xué)反應(yīng)的條件,前三者常溫反應(yīng),后四者需加熱。
第三個化學(xué)反應(yīng)方程式說明NaOH等堿性溶液不使用玻璃塞的試劑瓶。
第四個化學(xué)方程式說明氫氟酸能用玻璃試劑瓶,而應(yīng)用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制?。?/p>
(思考,上述反應(yīng)說明硅酸的酸性比碳酸的酸性強這是為什么?)
②化學(xué)性質(zhì)
常溫可與F2、HF、NaOH反應(yīng),加熱條件下可與O2、H2HNO3Cl2等物質(zhì)反應(yīng)
(2)二氧化硅
結(jié)構(gòu)
化學(xué)性質(zhì):酸性氧化物(與堿性氧化物反應(yīng)、堿反應(yīng)),特殊反應(yīng)(HF),與碳反應(yīng)
(3)硅酸
制法
化學(xué)性質(zhì)
課堂之外
硅的制取:在半導(dǎo)體及集成電路的發(fā)展史上,硅是極其重要的角色,因此研究計算機的地方稱為硅谷,集成電路需要超純度的硅,它是怎樣產(chǎn)生的呢?
Si02+2C?Si+2C0↑
主要副反應(yīng)為:Si02+3C?SiC+2C0↑
因此生產(chǎn)的粗硅所含的雜質(zhì)有C、Si02、SiC等,它們都是高熔沸點物質(zhì)。為了提純硅采用下列方法:
SiCl4的沸點很低,可以采用蒸餾的方法反復(fù)提純,直所需的純度。
2.鉛的化合物與鉛污染
鉛的應(yīng)用很廣,如鉛蓄電池、汽油抗爆震的添加劑四乙基鉛[Pb(C2H5)]等,古代也有人用鉛制成器皿,但鉛是有毒的,古羅馬帝國時興用鉛皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2↑
(醋酸)鉛糖
但由于鉛糖是有毒的,不少的人因此而中毒?,F(xiàn)代鉛污染主要來源于汽車的尾氣,環(huán)保部門已在很多城市禁止使用含鉛汽油。
考題解析
例下列關(guān)于硅的說法不正確的是()
A.硅是非金屬元素,但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體
D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料
C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)
D.當(dāng)加熱到一定溫度時,硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)
[解析]常溫下,硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應(yīng),加熱和高溫條件下,硅能與氧氣、氫氣起反應(yīng)。選C。
[答案]C
例下列關(guān)于碳族元素的說法中,錯誤的是()
A.它們從上到下的非金屬性向金屬性遞變的趨勢比鹵族元素明顯
B.碳族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱
C碳族元素原子的最外層都有4個電子
D.主要化合價有+2價和+4價,大多數(shù)+2價化合物穩(wěn)定
[解析]由碳族元素主要化合價及有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律,
A、B、C說法正確,D不正確。因為C、Si、Ge、Sn的+4價化合物都是穩(wěn)定的,而只有鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的。
[答案]D
高三化學(xué)教案:《電化學(xué)教案》教學(xué)設(shè)計
【考點分析】
考綱要求
正確區(qū)別原電池、電解池、電鍍池的不同,掌握原電池、電解規(guī)律的應(yīng)用及有關(guān)計算的方法技巧
知識結(jié)構(gòu)
原電池 電解池
實 質(zhì) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置
主要類別 干電池、蓄電池、高能電池,燃料電池
舉 例 電鍍、精煉銅
【重難點解析】
一、原電池正負極的確定及電極反應(yīng)式的寫法
1.確定正負極應(yīng)遵循:
(1)一般是較活潑的金屬充當(dāng)負極,較不活潑的金屬或非金屬或金屬氧化物作正極。說明:正負極的確定還與所用的電解質(zhì)溶液有關(guān),如 Mg—Al —HCl溶液構(gòu)成的原電池中, Mg為負極,Al為正極; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,則Mg為正極,Al為負極。
(2) 根據(jù)電子流向或電流方向確定:電子流出的一極或電流流入的一極為負極;
(3)根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的移動方向確定:在內(nèi)電路中陰離子移向的電極為負極,陽離子移向的電極為正極。
(4)根據(jù)原電池反應(yīng)式確定: 失電子發(fā)生氧化反應(yīng)(還原劑中元素化合價升高)的一極為負極。此外還可以借助氧化反應(yīng)過程發(fā)生的一些特殊現(xiàn)象(如電極溶解、減重,電極周邊溶液或指示劑的變化等)來判斷。
2.書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意:
第一、活性電極:負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng);正極上,①電解質(zhì)溶液中的陽離子與活性電極直接反應(yīng)時,陽離子(或氧化性強的離子)得到電子;②電解質(zhì)溶液中的陽離子與活性電極不反應(yīng)時,溶解在溶液中的O2得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。
第二、兩個電極得失電子總數(shù)守恒。
第三、注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng),若反應(yīng),一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并寫。
二、電解池陰、陽極的判斷
根據(jù)電極與電源兩極相連的順序判斷
陰極:與直流電源的負極相連接的電解池中的電極。其反應(yīng)時, 溶液中氧化能力強的陽離子首先在陰極上得到電子, 發(fā)生還原反應(yīng)。
陽極:與直流電源的正極直接連接的電極。
①若是惰性電極(Pt、Au、C、Ti),在該極上,溶液中還原性強的陰離子首先失去電子被氧化;
②若是活性電極,電極材料參與反應(yīng),自身失去電子被氧化而溶入溶液中。
三、電解時電極產(chǎn)物的判斷
1.陽極產(chǎn)物判斷
首先看電極,如果是活性電極(金屬活動順序表Ag以前),則電極材料失電子,電極被溶解,溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則要再看溶液中的離子的失電子能力,此時根據(jù)陰離子放電順序判斷。
陰離子放電順序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—
2.陰極產(chǎn)物的判斷
直接根據(jù)陽離子得電子能力進行判斷,陽離子放電順序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
3.電鍍條件,由于陽極不斷溶解,電鍍液中陽離子保持較高的濃度,故在此條件下Zn2+先于H+放電。
四、原電池、電解池、電鍍池之比較
原電池 電解池 電鍍池
定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 應(yīng)用電解的原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置
形成條件 活動性不同的兩電極(連接)
電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))
形成閉合回路 兩電極接直流電源
兩電極插入電解質(zhì)溶液
形成閉合回路 鍍層金屬接電源的正極;待鍍金屬接電源的負極
電鍍液必須含有鍍層金屬的離子(電鍍過程濃度不變)
電極名稱 負極:氧化反應(yīng),金屬失電子
正極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子或者O2得電子 陽極:氧化反應(yīng),溶液中的陰離子失電子,或電極金屬失電子
陰極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子得電子 陽極:電極金屬失電子
陰極:電鍍液中鍍層金屬的陽離子得電子(在電鍍控制的條件下,水電離產(chǎn)生的H+、OH—一般不放電)
電子的流向 負極導(dǎo)線→正極 電源負極導(dǎo)線→陰極
電源正極導(dǎo)線→陽極 同電解池
(1)同一原電池的正負極的電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。
(2)同一電解池的陽極、陰極電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等。
(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。上述三種情況下,在寫電極反應(yīng)式時得失電子數(shù)相等;在計算電解產(chǎn)物的量時,應(yīng)按得失電子數(shù)相等計算。
五、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時的總結(jié)
類型 電極反應(yīng)特點 電解質(zhì)溶液類別 實例 電解對象 電解質(zhì)濃度 PH 電解質(zhì)溶液復(fù)原
電解水型 陰極:
4H++4e—=2H2↑
陽極:4OH—-4e =O2↑—+2H2O 強堿 NaOH 水 增大 增大 加水
含氧酸 H2SO4 水 增大 減小 加水
活潑金屬的含氧酸鹽 Na2SO4 水 增大 不變 加水
分解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電 無氧酸(除 HF外)、 HCl 電解質(zhì) 減小 增大 加氯化氫
不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外) CuCl2 電解質(zhì) 減小 減小 加氯化銅
放氫生堿型 陰:水放H2生堿
陽:電解質(zhì)陰離子放電 活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外) NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 增大 加氯化氫
放氧生酸型 陰:電解質(zhì)陽離子放電
陽:水放O2生酸 不活潑金屬的含氧酸鹽 CuSO4 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 減小 加氧化銅
六、書寫燃料電池電極反應(yīng)式必須遵循的原則:
(1)電池的負極一定是可燃性氣體(如H2、CO、CH4)在失電子時,發(fā)生氧化反應(yīng),電池的正極一定是助燃性氣體(如O2),在得電子時,發(fā)生還原反應(yīng)。
(2)電極材料一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只起傳導(dǎo)電子的作用。
(3)電極反應(yīng)式作為一種特殊的電子反應(yīng)方程式,也必須遵循原子守恒、電荷守恒的規(guī)律。
(4)寫電極反應(yīng)式時,一定要注意電解質(zhì)是什么,其中的離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對應(yīng)。
例如:宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池,電解質(zhì)溶液是KOH,其中H2為負極,O2為正極,電極反應(yīng)式為:正極 O2+2H2O+4e—=4OH— 還原反應(yīng) 負極 2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反應(yīng)
電解質(zhì)溶液中的OH—和電極反應(yīng)式中OH—相對應(yīng),符合原子守恒,電荷守恒。
七、金屬的腐蝕和防護
金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。
⑴化學(xué)腐蝕與電化腐蝕
化學(xué)腐蝕 電化腐蝕
條件 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生
本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化
聯(lián)系 兩者往往同時發(fā)生,電化腐蝕更普遍
⑵析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以Fe為例)
析氫腐蝕 吸氧腐蝕
條件 水膜酸性較強(pH
電極反應(yīng) 負極 Fe-2e—=Fe2+
正極 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH—
總反應(yīng)式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
⑶金屬防護的幾種重要方法
改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu),將金屬制成合金,增強抗腐蝕能力。
②在金屬表面覆蓋保護保護層,使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。
③電化學(xué)保護法:利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護,或者利用原電池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電池的正極而受到保護。
(4)金屬腐蝕速率大小
電解池陽極>原電池負極>化學(xué)腐蝕>原電池正極>電解池陰極
八、原電池、電解池、電鍍池和精煉池的判斷方法
1.單池判斷:
Ⅰ原電池、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是否有外接電源;有外加電源的裝置一定是電解池,無外加電源的裝置一定是原電池。
Ⅱ電解池、電鍍池和精煉池的區(qū)分關(guān)鍵看陽極材料和電解質(zhì)溶液。
2.多池組合判斷:
①無外電源:一池為原電池,其余為電解池;
②有外電源:全部為電解池或電鍍池、精煉池
【說明】:多池組合時, 一般是含有活潑金屬的池為原電池,其余都是在原電池帶動下工作的電解池;若最活潑的電極相同時,則兩極間活潑性差別較大的是原電池,其余為電解池。
九、電解后pH變化判斷
先分析原溶液的酸堿性,再看電極產(chǎn)物:①如果只產(chǎn)生H2而沒有O2,則pH變大;②如果只產(chǎn)生O2而無H2,則pH變小;③如果既產(chǎn)生O2又有H2,若原溶液呈酸性,則pH減小;若原溶液呈堿性,則pH增大;若原溶液呈中性,pH不變;④如果既無O2產(chǎn)生也無H2產(chǎn)生,則溶液的pH均趨于7。
十、電化學(xué)計算題
解題時要注意電極反應(yīng)式的正確書寫,可根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列式求解;還可利用各電極,線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒列等式求解;或者由電解方程式及電極反應(yīng)式找出關(guān)系式,最后根據(jù)關(guān)系式列式計算。
常見微粒間的計量關(guān)系式為:4e?~4H+~4OH?~4Cl?~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O。
電化學(xué)專題測試題
單選題(2分×24=48分)
1.一定條件下,電解較稀濃度的硫酸,H2O2僅為還原產(chǎn)物,該原理可用于制取雙氧水,其電解的化學(xué)方程式為:3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A.電解池的陽極生成雙氧水,陰極生成臭氧
B.電解池中硫酸溶液的pH保持不變
C.產(chǎn)生臭氧的電極反應(yīng)式為3H2O-6e-=O3+6H+
D.產(chǎn)生雙氧水的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-= H2O2+2H+
2.將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘,用飽和食鹽水浸泡后放入如圖所示裝置中,
下列敘述正確的是: ( )
A.過一段時間,Ⅱ試管中的導(dǎo)管內(nèi)水柱上升
B.Ⅰ試管中鐵釘由于發(fā)生電解反應(yīng)而被腐蝕
C.鐵釘在該裝置中被腐蝕的情況隨時間的延長而加快
D.Ⅰ試管中鐵釘發(fā)生反應(yīng)的一個電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑
3.下圖中能驗證用惰性電極電解NaCl溶液(含酚酞)的電解產(chǎn)物的裝置的是( 表示直流電源,I表示電流強度,e-表示電子) ( )
4.如下圖所示兩個裝置,溶液體積均為200 mL,開始電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 mol?L-1,工作一段時間后,測得導(dǎo)線上通過0.02 mol電子,若不考慮鹽水解和溶液體積的變化,則下列敘述正確的是( )
A.產(chǎn)生氣體的體積:①>②?
B.電極上析出固體的質(zhì)量:①>②?
C.溶液的pH變化:①增大,②減小?
D.裝置②的電極反應(yīng)式為:?
陽極:4OH—-4e-=2H2O+O2↑
陰極:2H++2e-=H2↑
5.下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是 ( )
銅鋅原電池 電解精煉銅 鍍件上鍍銅 電解氯化銅溶液
6.右圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。
下列說法不正確的是 ( )
A.從E口逸出的氣體是H2
B.從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導(dǎo)電性
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 LCl2,便產(chǎn)生2 mol NaOH
D.電解一段時間后加適量鹽酸可以恢復(fù)到電解前的濃度
7.有關(guān)如右圖所示原電池的敘述,正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠KCl飽和溶液) ( )
A.反應(yīng)中,鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液
B.取出鹽橋后,電流計依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.銅片上有氣泡逸出
D.反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變
8.把金屬A放入鹽B(NO3)2的溶液中,發(fā)生如下反應(yīng):A+B2+=A2++B,以下敘述正確的是 ( )
A.常溫下金屬A一定能與水反應(yīng),B一定不能與水反應(yīng)
B.A與B用導(dǎo)線連接后放入酒精中,一定形成原電池
C.A與B用導(dǎo)線連接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有電流產(chǎn)生
D.由A與B形成的原電池,A一定是正極,B一定是負極
9.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料,基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如下,電解總反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2 。下列說法正確的是( )
A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣
B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)
C.銅電極接直流電源的負極
D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時,有0.1molCu2O生成
10.下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 ( )
A.粗銅板體作陽極
B.電解時,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu
C.粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì),電解后以單質(zhì)形式沉積槽底,形成陽極泥
D.電解銅的純度可達99.95%~99.98%
11.電解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。當(dāng)電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質(zhì)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.生物燃料電池(BFC)是以有機物為燃料,直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池,其能量轉(zhuǎn)化效率高,是一種真正意義上的綠色電池,其工作原理如圖所示。已知C1極的電極反應(yīng)式為: C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+。下列有關(guān)說法不正確的是 ( )
A.C1極為電池負極,C2極為電池正極
B.C2極的電極反應(yīng)式為O2+4H+ +4e-===2H2O
C.該生物燃料電池的總反應(yīng)為:C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O
D.電子由C2極經(jīng)外電路導(dǎo)線流向C1極
13.鉛蓄電池是典型的可充電池,在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用,其充電、放電按下式進行:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O,有關(guān)該電池的說法正確的是 ( )
A.放電時,蓄電池內(nèi)電路中H+向負極移動
B.放電時,每通過1mol電子,蓄電池就要消耗2molH2SO4
C.充電時,陽極反應(yīng):PbSO4 +2e-=Pb+SO42-
D.充電時,鉛蓄電池的負極與外接電源的負極相連
14.下列說法正確的是 ( )
A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的數(shù)目為阿伏加德羅常數(shù)的值
B.與Al反應(yīng)生成H2的無色溶液中,一定可以大量存在Na+、NO3―、Cl―、NH4+
C.用鉑電極電解CuSO4溶液片刻,停止通電,若加入一定質(zhì)量Cu(OH)2可得初始溶液
D.1 mol CH4在反應(yīng)①與②中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同
①CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O
②CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O
15.Z為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y為石墨電極。接通電路后,發(fā)現(xiàn)Z上的d點顯紅色。下列說法正確的是( )
A.接通電路后,水槽中溶液的pH不變
B.b是正極,Y電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.同溫同壓F,X、Y兩電極上產(chǎn)生氣體的體積相等
D.d點顯紅色是因為接通電路后OH-向d點移動
16.已知氧元素有16O、18O兩種核素,按中學(xué)化學(xué)知識要求,下列說法正確的是 ( )
A.Na2O2與H218O反應(yīng)時生成產(chǎn)生18O2氣體
B.向2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡體系中加入18?O2,結(jié)果18?O2只出現(xiàn)在產(chǎn)物中
C.CH?3?COOH和CH3CH?218?OH發(fā)生酯化反應(yīng)時,產(chǎn)物中分子式為H218?O
D.用惰性電極電解含有H218?O的普通水時,陽極可能產(chǎn)生三種相對分子質(zhì)量不同的氧分子
17.將AsO43ˉ+2Iˉ+2H+ AsO33ˉ+I2+H2O設(shè)計成如右圖
所示的電化學(xué)裝置,其中C1、C2均為石墨棒。甲、
乙兩組同學(xué)分別進行下述操作:
甲組:向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸
乙組:向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液
下列描述中,正確的是 ( )
A.甲組操作過程中,C1做正極
B.乙組操作過程中,C2做負極,電極反應(yīng)式為:AsO33ˉ+2eˉ+2OHˉ=AsO43ˉ+H2O
C.兩次操作過程中,微安表(G)指針的偏轉(zhuǎn)方向相反
D.甲組操作時該裝置為原電池,乙組操作時該裝置為電解池
18.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列敘述不正確的是( )
A.放電時負極反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
B.充電時陽極反應(yīng)為:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO2-4+4H2O
C.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1molK2FeSO4被氧化
D.放電時正極附近溶液的堿性增強
19.普通水泥在固化過程中自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一物理化學(xué)特點,科學(xué)家發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示,反應(yīng)的總方程式為:
2Cu+ Ag2O= Cu2O+Ag下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A.工業(yè)上以黏土、石灰石和石英為主要原料來制造普通水泥
B.負極的電極反應(yīng)式為 2Cu+2OH--2e-==Cu2O + H2O
C.測量原理示意圖中,電流方向從Cu 經(jīng)過導(dǎo)線流向Ag2O
D.電池工作時,溶液中 OH-向正極移動
20.使用氫氧燃料電池的公共汽車已在北京街頭出現(xiàn)。下列有關(guān)某種以30%KOH溶液為電解質(zhì)的氫氧燃料電池的說法中,不正確的是 ( )
A.正極反應(yīng):O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
B.負極反應(yīng):H2 - 2e- == 2H+
C.當(dāng)正極消耗11.2 L O2時,負極消耗22.4 L H2
D.氫氧燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)化率高,而且產(chǎn)物是水,屬于環(huán)境友好電池
21.銅的冶煉大致可分為:
①富集:將硫化物礦進行浮選;
②焙燒,主要反應(yīng)為:2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣);
③制粗銅,在1200℃發(fā)生的主要反應(yīng)為:2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑;
④電解精煉。
下列說法正確的是 ( )
A.上述灼燒過程的尾氣均可直接排入空氣
B.由6mol CuFeS2生成6mol Cu,反應(yīng)共消耗18mol O2
C.反應(yīng)2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑中,氧化劑只有Cu2O
D.電解精煉時,粗銅應(yīng)與外電源正極相連
22.市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列說法不正確的是 ( )
A.放電時,負極的電極反應(yīng)式:Li-e- Li+
B.充電時,Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
D.放電過程中Li+向負極移動
23.出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是 ( )
A.錫青銅的熔點比純銅高
B.在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫對銅起保護作用
C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中慢
D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程,但不是化學(xué)反應(yīng)過程
24.可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是 ( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應(yīng)為:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極
非選擇題
25.(8分)Na與S反應(yīng)可以生成多種產(chǎn)物:Na2S,Na2S2……Na2S5。已知Na2S2的電子式為 則S32-的電子式為 。已知Na2S3+2HCl = 2NaCl+H2S↑+2S↓,試寫出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式: 。工業(yè)上常用電解熔融NaCl制Na,事實上電解許多熔融的鈉的化合物也能制備Na,如NaOH、Na2CO3。試寫出電解熔融NaOH的反應(yīng)方程式: ,若電解熔融Na2CO3時有CO2氣體產(chǎn)生,則陽極電極反應(yīng)式為 。
26.(6分)右圖是一套電化學(xué)實驗裝置,圖中C、D均為鉑電極,U為鹽橋,G是靈敏電流計,其指針總是偏向電源正極。
⑴As(砷)位于元素周期表中第四周期VA族,則Na3AsO4溶液的pH__________(填“>7”“
⑵向B杯中加入適量較濃的硫酸,發(fā)現(xiàn)G的指針向右偏移。此時A杯中的主要實驗現(xiàn)象是__________________________________,D電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________。
⑶一段時間后,再向B杯中加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液,發(fā)現(xiàn)G的指針向左偏移。此時整套實驗裝置的總的離子方程式為_____________________________。
27.(6分)某課外活動小組同學(xué)用右圖裝置進行實驗,試回答下列問題。
(1)若開始時開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。
總反應(yīng)的離子方程式為 。
有關(guān)上述實驗,下列說法正確的是(填序號) 。
①溶液中Na+向A極移動
②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍
③反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)相同的狀態(tài)(質(zhì)
量和濃度均相同)
④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子
(2)若開始時開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。
28.(6分)⑴將反應(yīng)2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq),設(shè)計成原電池其裝置如右圖。電極X的材料是__________;乙池中電極反應(yīng)為___;外電路中
的電子流向__電極。
⑵工業(yè)用電解K2MnO4溶液的方法生產(chǎn)常見氫化劑KMnO4,其陽
極反應(yīng)式為______________。
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
則1 mol Ag(s)和足量O2(g)完全反應(yīng)生成Ag2O(s)時,放出的熱量為______kJ。
29.(6分) (1)短周期元素A、B、C、D,A元素的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的兩倍,B為地殼中含量最多的元素,C是原子半徑最大的短周期主族元素,C與D形成的離子化合物CD是常用的調(diào)味品。填寫下列空白:
(1)A單質(zhì)與B單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物有 (填化學(xué)式)。
(2)B、C組成的一種化合物與水發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
(3)如下圖所示,取一張用CD溶液浸濕的pH試紙平鋪在玻璃片上,取兩根石墨棒做電極,接通直流電源。一段時間后,b電極處的pH試紙上可觀察到的現(xiàn)象是 ,a電極的電極反應(yīng)式為 。
(4)常溫下,相同體積的0.2mol?L—1CD溶液與0.1mol?L—1 C2AB3溶液中,陽離子數(shù)目較多的是
溶液(填化學(xué)式)。
30.(12分)電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時間后,在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體?;卮穑?/p>
(1)直流電源中,M為 極。
(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是 ,其質(zhì)量為 g。
(3)電源輸出的電子,其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:2∶ ∶ ∶ 。
(4)AgNO3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同) ,AgNO3溶液的pH ,H2SO4溶液的濃度 ,H2SO4溶液的pH 。
(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為 g。
31.(11分)下圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。
請回答:
(1)B極是電源的 ,一段時間后,甲中溶液顏色 ,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,這表明 ,在電場作用下向Y極移動。
(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時,對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為 。
(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,則H應(yīng)該是 (填“鍍層金屬”或“鍍件”),電鍍液是 溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500mL),丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為 ,甲中溶液的pH (填“變大”、“變小”或“不變”)。
(4)若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是 。
32.(9分)新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位。可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料,它的制備方法如下:
方法一:將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3?COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰,同時生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。
方法二:將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽極,石墨為陰極,電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。
在鋰離子電池中,需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰離子遷移的介質(zhì),該有機聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡式如右:
請回答下列問題:
(1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是 。
(2)在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中,除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外,還有 、
、 (填化學(xué)式)生成。
(3)在方法二中,陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 。
(4)寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)已知該鋰離子電池在充電過程中,陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵,則該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為 。
33.(8分)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。
請回答下列問題:
(1)電池的負極材料為 ,發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;
(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;
(3)SOCl2易揮發(fā),實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,實驗現(xiàn)象是 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行,原因是 。
高三化學(xué)教案:電化學(xué)教案參考答案
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電解4Na+O2↑+2H2O↑(2分) 2CO32——4e—==2CO2↑+O2↑(2分)
26.(6分)⑴>7(1分) ⑵無色溶液變成藍色(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電解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)試紙先變紅,隨后紅色區(qū)域擴大,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)不變(1分) 不變(1分) 增大(1分) 減小(1分)
(5)45.18(2分)。
31.(11分) (1)負極(1分) 逐漸變淺(1分) 氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷(1分)
(2)1∶2∶2∶2 (2分)
(3)鍍件(1分) AgNO3(1分) 5.4g(2分) 變小(1分)
(4)Fe + Cu2+ 電解 Cu + Fe2+(1分)
32.(9分) (1)為了防止亞鐵化合物被氧化(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)鋰(1分) (1分)
(2) (2分)
(3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣體生成(1分) (1分)
(4)鋰是活潑金屬,易與 、 反應(yīng); 也可與水反應(yīng)(2分)
高三化學(xué)教案:《膠體的性質(zhì)和應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?以下是小編收集整理的“高三化學(xué)教案:《膠體的性質(zhì)和應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計”,僅供參考,大家一起來看看吧。
不同分散系分散質(zhì)粒子的大小不同,膠體微粒分散質(zhì)的直徑(1—100nm)在溶液(100nm)之間,利用丁達爾效應(yīng)可區(qū)分溶液和膠體。
膠體之所以能夠穩(wěn)定存在,其主要原因是同種膠體粒子帶同種電荷,膠粒相互排斥,膠粒間無法聚集成大顆粒沉淀從分散劑中析出。次要原因是膠粒小質(zhì)量輕,不停地作布朗運動,能克服重力引起的沉降作用。
一般來說,金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電荷,如Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、AgX膠體(AgNO3過量)等;非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負電荷,如硅酸膠體、土壤膠體、As2S3膠體等。膠體粒子可以帶電荷,但整個膠體一定呈電中性。膠粒是否帶電荷,這取決于膠粒本身的性質(zhì),如可溶性淀粉溶于熱水制成膠體,具有膠體的性質(zhì),但膠體中的分散質(zhì)為高分子化合物的單個分子,不帶有電荷,因而也無電泳現(xiàn)象。
膠體聚沉的方法有:①加電解質(zhì)溶液;②加與膠粒帶相反電荷的另一種膠體;③長時間加熱等。
膠體有廣泛的應(yīng)用:可以改進材料的機械性能或光學(xué)性能,如有色玻璃;在醫(yī)學(xué)上可以診療疾病,如血液透析;農(nóng)業(yè)上用作土壤的保肥;在日常生活中的明礬凈水、制豆腐;還可以解釋一些自然現(xiàn)象如:江河入海口易形成三角洲等。
膠體的聚沉與蛋白質(zhì)的鹽析:膠體的聚沉是指膠體在適當(dāng)?shù)臈l件下,(破壞膠體穩(wěn)定的因素)聚集成較大顆粒而沉降下來,它是憎液膠體的性質(zhì),即膠體的凝聚是不可逆的。鹽析是指高分子溶液(即親液膠體)中加入濃的無機輕金屬鹽使高分子從溶液中析出的過程,它是高分子溶液或普通溶液的性質(zhì),鹽析是因為加入較多量的鹽會破壞溶解在水里的高分子周圍的水膜,減弱高分子與分散劑間的相互作用,使高分子溶解度減小而析出。發(fā)生鹽析的分散質(zhì)都是易容的,所以鹽析是可逆的。由此可見膠體的聚沉與蛋白質(zhì)的鹽析有著本質(zhì)的區(qū)別。
二、例題分析
【例題1】已知有三種溶液:FeCl3的溶液、Na2SiO3溶液、鹽酸,現(xiàn)有下列說法:①將FeCl3滴入冷水中,邊滴邊振蕩,便可得FeCl3膠體;②在稀鹽酸中滴加硅酸鈉可制的膠體,膠體粒子直徑大小在1~100nm之間;③用光照射硅酸膠體時,膠體粒子會使光發(fā)生散射;④FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體都能透過濾紙;⑤膠體、溶液和濁液屬于不同的分散系,其中膠體最穩(wěn)定;⑥常溫下,pH=2的FeCl3的溶液和pH=2的鹽酸中由水電離出的氫離子濃度之比為1010:1,其中正確的是
A.①④⑥B.②③⑤C.②③④⑥D(zhuǎn).①②③④⑤⑥
解析:制備Fe(OH)3膠體是將FeCl3的濃溶液(或飽和FeCl3溶液)滴入沸水中,①錯誤;膠體粒子直徑大小介于1~100nm之間,②正確;丁達爾效應(yīng)是膠體具有的性質(zhì)之一,是由于膠體粒子使光發(fā)生散射形成的,是鑒別溶液和膠體的一種常用物理方法,③正確;溶液和膠體都能透過濾紙,④正確;溶液是最穩(wěn)定的分散系,⑤錯誤;強酸弱堿鹽溶液中水電離出的氫離子的濃度等于溶液中氫離子的濃度,酸溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中的氫氧根離子的濃度,分別為10-2、10-12;⑥正確。
答案:C
點撥:膠體考查的重點是與常見分散系的比較與判斷,以及膠體的概念、制備和性質(zhì),常將膠體的基礎(chǔ)知識與科技、生活、生產(chǎn)相結(jié)合進行命題。膠體在高考題中并不常見,有時會出現(xiàn)在選擇題的某個選項中。復(fù)習(xí)時注意識記膠體的概念、性質(zhì),注意與其它分散系的聯(lián)系與區(qū)別。
【例題2】下列關(guān)于溶液和膠體的敘述,正確的是
A.溶液是電中性的,膠體是帶電的
B.通電時,溶液中的溶質(zhì)粒子分別向兩極移動,膠體中的分散質(zhì)粒子向某一極移動
C.溶液中溶質(zhì)粒子的運動有規(guī)律,膠體中分散質(zhì)粒子的運動無規(guī)律,即布朗運動
D.一束光線分別通過溶液和膠體時,后者會出現(xiàn)明顯的光帶,前者則沒有
解析:膠體本身是不帶電,只是其表面積較大,吸附了溶液中的離子而帶了電荷,故A項錯;溶液中的溶質(zhì),要看能否電離,若是非電解質(zhì),則不導(dǎo)電,也即不會移動,B項錯;溶液中溶質(zhì)粒子沒有規(guī)律,C項錯;丁達爾效應(yīng)可以用來區(qū)分溶液和膠體,D項正確。
答案:D
【例題3】下列實驗操作或敘述正確的是
A.不能用丁達爾現(xiàn)象區(qū)別FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體
B.欲制備Fe(OH)3膠體,將飽和FeCl3溶液加熱煮沸
C.利用滲析法可以分離除去淀粉溶液中的Na+和Cl-
D.稱取10gCuSO4·5H2O晶體溶解在40g水中既得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的CuSO4溶液
解析:膠體具有丁達爾效應(yīng),而溶液不具有,即可用丁達爾效應(yīng)區(qū)分膠體和溶液;制備Fe(OH)3膠體,應(yīng)將FeCl3的飽和溶液逐滴加入沸水中并加熱煮沸而得到;膠體微粒不能通過半透膜,而小分子和離子可以通過半透膜,即利用滲析法可以分離提純膠體;D項溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=12.8%
答案:C
點撥:正確把握膠體、溶液等分散系的概念以及其性質(zhì)是解決該題的關(guān)鍵。如膠體和溶液都是均勻穩(wěn)定的混合物;溶液能通過半透膜,膠體粒子可以通過濾紙,而不能通過半透膜,濁液不能通過濾紙和半透膜;膠體具有丁達爾效應(yīng),而溶液不具有;分離提純膠體可以利用滲析法等。
【例題4】“納米材料”(1nm=10-9m)是當(dāng)今材料科學(xué)研究的前沿,其研究領(lǐng)域及成果廣泛應(yīng)用于催化及軍事科學(xué)中。“納米材料”是指研究開發(fā)直徑為幾納米至幾十納米的材料,如將“納米材料”分散到液體分散劑中,對所得分散系的敘述正確的是
①一定是溶液②能全部通過半透膜③有丁達爾現(xiàn)象④可以全部通過濾紙
A.①②B.②③C.①④D.③④
解析:根據(jù)題給信息,“納米材料”指的是直徑為幾納米至幾十納米的材料,故“納米材料”分散到液體分散劑中,所得的分散系是膠體,應(yīng)具有膠體的性質(zhì),如丁達爾效應(yīng),粒子可以通過濾紙,但不能通過半透膜等。
答案:D
點撥:解答該題關(guān)鍵是理解題給信息,獲得相關(guān)知識,并遷移到膠體的相關(guān)性質(zhì)來分析作答。掌握了膠體的性質(zhì)就能順利解決該題。
【例題5】已知土壤膠體粒子帶負電,在土壤中施加含氮質(zhì)量相同的下列化肥,肥效最差的是
A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C.NH4NO3D.NH4Cl
解析:土壤膠體粒子帶負電,所以容易吸附陽離子,如果氮元素全部在陽離子中肥效就不會丟失。硝酸銨中有一部分氮元素在陰離子硝酸根中,而其它三個答案的氮元素全都在陽離子銨根中,故C答案肥效最差。
答案:C
點撥:本題考查里膠體具有介穩(wěn)性的原因及其應(yīng)用。只有對其原理理解透徹,才能作出正確選擇。膠體粒子可以通過吸附而帶電荷,因此膠??梢晕疆愋噪姾?。
【例題6】某種膠體在電泳時,它的粒子向陰極移動。在這膠體中分別加入下列物質(zhì):①蔗糖溶液②硫酸鎂溶液③硅酸膠體④氫氧化鐵膠體,不會發(fā)生凝聚的是
A.①③B.①④C.②③D.③④
解析:該膠體在電泳時,它的粒子向陰極移動,說明它帶正電荷,蔗糖屬于非電解質(zhì),硫酸鎂屬于電解質(zhì),硅酸膠體粒子帶負電荷,氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷。
答案:B
【例題7】在Fe(OH)3溶膠溶液中,逐滴加入HI稀溶液,會出現(xiàn)一系列變化。
(1)先出現(xiàn)紅褐色沉淀,原因是___________________________________________
(2)隨后沉淀溶解,溶液呈黃色,寫出此反應(yīng)的離子方程式___________________
(3)最后溶液顏色加深,原因是___________________________________________
寫出此反應(yīng)的離子方程式_____________________________________________
(4)用稀鹽酸代替HI稀溶液,能出現(xiàn)上述哪些相同的變化現(xiàn)象_______(寫序號)
解析:HI既有酸性又有強還原性,I-能使Fe(OH)3膠粒聚沉,H+能使其溶解,生成Fe3+又能氧化I-成I2;而稀鹽酸中的Cl—不能還原Fe3+,只能使其先聚沉后再溶解,導(dǎo)致現(xiàn)象不同。解答此題時不要僅把HI當(dāng)作“電解質(zhì)”,也不要僅把HI當(dāng)作酸,更不能忽略I-的還原性。特別是在非填空型問答題中,由于沒有像本題一樣分層次設(shè)問,而是僅問:會發(fā)生哪些變化?為什么?這樣極易以偏概全。
答案:(1)HI是電解質(zhì),電解質(zhì)能使膠體聚沉。
(2)Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
(3)有I2生成,2Fe3++2I-==2Fe2++I2
(4)(1)(2)。
【練習(xí)1】下列敘述正確的是
A.直徑介于1nm~100nm之間的微粒稱為膠體B.電泳現(xiàn)象可證明膠體屬電解質(zhì)溶液
C.利用丁達爾效應(yīng)可以區(qū)別溶液與膠體D.膠體粒子很小,可以透過半透膜
解析:膠體是指分散質(zhì)粒子直徑在1nm~100nm之間的分散系;部分膠體粒子帶有電荷,能在外加電場下發(fā)生定向移動,即電泳,而有的膠體的膠粒因為不帶電所以不發(fā)生電泳;丁達爾現(xiàn)象是膠體的重要特征,可用來區(qū)別溶液和膠體;膠體粒子可以透過濾紙,但不能透過半透膜。
答案:C
【練習(xí)2】將某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶膠內(nèi),開始時產(chǎn)生沉淀,繼續(xù)滴加時沉淀溶解,該溶液是
A.2mol·L-1H2SO4溶液B.2mol·L-1NaOH溶液C.2mol·L-1MgSO4溶液D.硅酸溶膠
解析:H2SO4、NaOH、MgSO4均屬電解質(zhì),都能使Fe(OH)3溶膠產(chǎn)生沉淀,硅酸溶膠帶負電荷能使其聚沉,但2mol·L-1H2SO4溶液還能和Fe(OH)3發(fā)生中和反應(yīng)。