孔子和學(xué)生教學(xué)設(shè)計

高三化學(xué)教案：《電離平衡和電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計。

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？下面是由小編為大家整理的“高三化學(xué)教案：《電離平衡和電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計”，但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。

“高三化學(xué)教案：電離平衡和電化學(xué)”，希望可以給大家的學(xué)習(xí)或教學(xué)提供更多的幫助。

(1)理解鹽類水解的原理.了解鹽溶液的酸堿性。理解影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素。理解弱電解質(zhì)的電離跟鹽的水解的內(nèi)在聯(lián)系，能根據(jù)這種聯(lián)結(jié)關(guān)系進(jìn)行辯證分析。

(2)能用電離原理、鹽類水解原理分析比較溶液的酸堿性強(qiáng)弱，判斷溶液中某些離子間濃度大小，解決一些實際問題。

(3)理解原電池原理及構(gòu)成原電池的條件。理解原電池反應(yīng)和一般氧化還原反應(yīng)的異同。能分析常見化學(xué)電源的化學(xué)原理。

(4)理解化學(xué)腐蝕和電化腐蝕、析氫腐蝕和吸氧腐蝕的異同。了解生產(chǎn)實際中常見的金屬防腐方法的化學(xué)原理和金屬防腐的一般方法。

(5)理解電解的基本原理。記住電解反應(yīng)中常見離子在陰、陽極的放電順序。陽極上失電子順序為Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>F-??;陰極上得電子順序為O2>Cl2>Br2>I2>S>Ag+>Hg2+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>……

(6)電解原理的應(yīng)用：氯堿工業(yè)、冶煉鋁、電鍍、精煉銅等。

近幾年考查這方面內(nèi)容的試題在高考所占的比例較大，在理科綜合試題每年都會2-3道選題、一道大題，在化學(xué)單科試題也常會有大題出現(xiàn)。

[復(fù)習(xí)重點]

1.本章內(nèi)容的核心是實質(zhì)是化學(xué)平衡移動原理的具體應(yīng)用，電離平衡、水解平衡、原電池反應(yīng)、電解反應(yīng)中都涉及到化學(xué)平衡移動原理。下表列舉了這部分內(nèi)容中的跟平衡移動有關(guān)的一些實例：

表：化學(xué)平衡與其它各類平衡的關(guān)系

知識內(nèi)容與化學(xué)平衡之間的聯(lián)系

弱電解質(zhì)的電離電離平衡實質(zhì)上就是一種化學(xué)平衡，可以用化學(xué)平衡移動原理對弱電解質(zhì)的電離平衡作定性的、或定量的分析。根據(jù)電離度大小可比較弱電解質(zhì)相對強(qiáng)弱，根據(jù)相應(yīng)鹽的水解程度也可比較弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱。

水的電離水是一種很弱的電解質(zhì)，加酸、加堿會抑制水的電離，升高溫度會促進(jìn)水的電離。Kw=[OH-][H+]是水的電離平衡的定量表現(xiàn)，H+、OH-濃度可以用這個關(guān)系進(jìn)行換算。

鹽類水解鹽類水解(如F-+H2OHF+OH-)實質(zhì)上可看成是兩個電離平衡移動的綜合結(jié)果：①水的電離平衡向正方向移動(H2OH++OH-)，②另一種弱電解質(zhì)的電離平衡向逆方向移動(HFF-+H+)。也可以看成是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)，升高溫度會促進(jìn)水解。

中和滴定水的電離程度很小，H++OH-=H2O的反應(yīng)程度很大，所以可以利用這個反應(yīng)進(jìn)行中和滴定實驗，測定酸或堿溶液的濃度。

原電池反應(yīng)和電解反應(yīng)原電池反應(yīng)和電解反應(yīng)實質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，其特點是一個氧化還原反應(yīng)分成了兩個電極反應(yīng)(卻氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分別在不同的電極上發(fā)生反應(yīng))。一些原電池的電極反應(yīng)(如鋼鐵的吸氧腐蝕正極的電極反應(yīng)O2+2H2O+4e=4OH-)涉及到水的電離平衡移動造成pH變化。電解硫酸、氫氧化鈉、氯化鈉等溶液過程中，在陰極或陽極附近由于電極反應(yīng)而使水的電離平衡發(fā)生移動造成pH變化。

2.本部分內(nèi)容的知識體系

3.原電池

(1)原電池的構(gòu)成條件：這是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。

a.負(fù)極與正極：作負(fù)極的一般是較活潑的金屬材料，作正極的材料用一般導(dǎo)體即可

b.電解質(zhì)溶液：

c.閉合回路

注意：通常兩種不同金屬在電解溶液中構(gòu)成原電池時,較活潑的金屬作負(fù)極,但也不是絕對的,嚴(yán)格地說,應(yīng)以發(fā)生的電極反應(yīng)來定.例如，Mg-Al合金放入稀鹽酸中,Mg比Al易失去電子,Mg作負(fù)極;將Mg-Al合金放入燒堿溶液中，由于發(fā)生電極反應(yīng)的是Al,故Al作負(fù)極。

(2)原電池的工作原理：

(1)電極反應(yīng)(以銅鋅原電池為例)：負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))

正極：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))

(2)電子流向：從負(fù)極(Zn)流向正極(Cu)

(3)電流方向：從正極(Cu)流向負(fù)極(Zn)

(4)能量轉(zhuǎn)變：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能

(3)電極反應(yīng)：

在正、負(fù)極上發(fā)生電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。如氫-氧燃料電池，它的負(fù)極是多孔的鎳電極，正極為覆蓋氧化鎳的鎳電極，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，在負(fù)極通入H2，正極通入O2，電極反應(yīng)：

負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

負(fù)極的反應(yīng)我們不能寫成：2H2-4e-=4H+。因生成的H+會迅速與OH-生成H2O。

(4)金屬的腐蝕：

金屬的腐蝕分為兩類：

(1)化學(xué)腐蝕：金屬或合金直接與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。

(2)電化腐蝕：不純的金屬或合金因發(fā)生原電池反應(yīng)而造成的腐蝕。

最普遍的鋼鐵腐蝕是：負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

(注：在少數(shù)情況下，若周圍介質(zhì)的酸性較強(qiáng)，正極的反應(yīng)是：2H++2e-=H2↑)

金屬的腐蝕以電化腐蝕為主.例如,鋼鐵生銹的主要過程為:

2Fe-4e-=2Fe2+

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

2Fe(OH)3=Fe2O3?nH2O+(3-n)H2O

(5)金屬的防護(hù)

一般有三條途徑：其一是改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金，其二是涂保護(hù)層，其三是電化學(xué)保護(hù)法。例如在鐵表面鍍上鋅或錫，即成白鐵與馬口鐵，但一旦破損，因原電池反應(yīng)，白鐵外面的鋅可進(jìn)一步起保護(hù)作用，而馬口鐵外面的錫反而會加速腐蝕(鐵作負(fù)極被溶解)。

4.電解原理及其應(yīng)用

直流電通過電解質(zhì)溶液時使陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。電解是一個電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。

從參加反應(yīng)的物質(zhì)來分電解反應(yīng)可分成五類：

(1)H2O型：實質(zhì)是電解水。如電解硝酸鈉、氫氧化鈉、硫酸等溶液。JaB88.COm

(2)溶質(zhì)型：溶質(zhì)所電離出來的離子發(fā)生氧化還原，如電解氯化銅、溴化氫等溶液。

(3)硫酸銅溶液型：電解產(chǎn)物是金屬、氧氣與酸。如電解硫酸銅溶液生成單質(zhì)銅、氧氣和硫酸，電解硝酸銀溶液時生成單質(zhì)銀、氧氣和硝酸。

(4)氯化鈉溶液型：電解產(chǎn)物是非金屬單質(zhì)、氫氣與堿。如電解氯化鈉溶液時生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，電解溴化鉀溶液時生成溴單質(zhì)、氫氣和氫氧化鉀。

(5)電鍍型：鍍層金屬作陽極，陽極反應(yīng)是：M-ne-=Mn+，鍍件作陰極，陰極反應(yīng)是：Mn++ne-=M。(電解精煉與電鍍，實質(zhì)上是相同的)

[典型題析]

[例1]熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混和氣為正極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池。完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32--4e-=4CO2

正極反應(yīng)式：

總電池反應(yīng)式：

[解析]本題屬于那種源于教材又高于教材的題型，從通常原電池的電解質(zhì)溶液，一下過渡到熔融鹽，不少人無法適應(yīng)，當(dāng)年高考失分也很嚴(yán)重。其實，我們只要從最基本的一點-燃料電池分析，其總電池反應(yīng)式應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正極反應(yīng)式-應(yīng)為總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，就可得出結(jié)果：O2+2CO2+4e-=2CO32-。

[例2]普通干電池中裝有二氧化錳和其它物質(zhì)，二氧化錳的作用是()

A.和正極作用把碳變成CO2

B.把正極附近生成的H2氧化成水

C.電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的催化劑

D.和負(fù)極作用，將鋅變成鋅離子Zn2+

[解析]鋅錳干電池的負(fù)極材料是鋅，故負(fù)極反應(yīng)是Zn-2e-=Zn2+。正極導(dǎo)電材料是石墨棒。兩極間為MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊狀物。正極NH4+發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3和(H)，繼而被MnO2氧化為水，使碳極附近不致產(chǎn)生H2氣泡而使電極極化，故MnO2也可稱為正極的去極劑，使正極附近生成的H2氧化為水。正極反應(yīng)：

2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O

電池總反應(yīng)為：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

本題答案為B。

[例3]將0.lmol?醋酸溶液加水稀釋，下列說法正確的是()

A.溶液中c(H+)和c(OH-)都減小B.溶液中c(H+)增大

C.醋酸電離平衡向左移動D.溶液的pH增大

[解析]答案為D。

主要考查電離平衡知識。弱酸的電離可聯(lián)系到溶液的pH、物質(zhì)的量濃度、水的電離平衡等基礎(chǔ)知識，要用到化學(xué)平衡移動原理。要注意酸溶液稀釋時，溶液的c(OH-)增大，同樣堿溶液稀釋時溶液中的c(H+)增大。

[例4]已知0.1mol?L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，則下列說法中正確的是()

A.在Na2A、NaHA兩溶液中，離子種類不相同

B.在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na2A、NaHA兩溶液中，陰離子總數(shù)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]答案選C。

主要考查電離平衡、鹽類水解等理論知識。弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡都會反映到溶液中各種離子濃度的關(guān)系之中，從分析離子關(guān)系角度考查電離平衡和鹽類水解平衡理論知識，可以較好地區(qū)分學(xué)生對相關(guān)理論內(nèi)容的理解水平。

根據(jù)題給條件可判斷，H2A的第一級電離就較弱，屬于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和電離，兩溶液中所含離子種類數(shù)肯定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，陰離子總數(shù)增加，在NaHA溶液中由于HA-水解陰離子總數(shù)要減小，所以兩溶液中陰離子總數(shù)前者多。任何溶液中，陽離子所帶正電荷總數(shù)跟陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)必定相等。所以，在Na2A溶液中H+濃度小于OH-離子濃度。

[例5]剪長約6cm、寬2cm的銅片、鋁片各一片，分別用接線柱平行地固定在一塊塑料板上(間隔2cm)。將銅片與鋁片分別和電流表的“+”、“-”端相連接，電流表指針調(diào)到中間位置。取兩個50mL的小燒杯，在一個燒杯中注入約40mL的濃硝酸，在另一只燒杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。試回答下列問題：

(1)兩電極同時插入稀硫酸中，電流表指針偏向(填“鋁”或“銅”)極，鋁片上電極反應(yīng)式為;

(2)兩電極同時插入濃硝酸時，電流表指針偏向(填“鋁”或“銅”)極，此時鋁是(填“正”或“負(fù)”)極，鋁片上電極反應(yīng)式為。

[解析]電極的確定依賴于具體的電極反應(yīng)，在這個問題上，學(xué)生易受思維定勢的影響，以為金屬越活潑，便一定是負(fù)極，殊不知，在濃硝酸中，Al表面產(chǎn)生了鈍化，發(fā)生反應(yīng)的是Cu。因此，當(dāng)Al、Cu同時插入稀硫酸時，電流表指針偏向Al。(電流方向從正極到負(fù)極)。電極反應(yīng)式為：Al-3e-=Al3+。而當(dāng)Al、Cu同時插入濃硝酸時，電流表指針偏向Cu，Al作正極，且電極反應(yīng)式為：NO3-+4H++3e-=NO+2H2O。

[預(yù)測與訓(xùn)練]

1.0.100mol?L-1的Na2S的溶液中，下列關(guān)系不正確的是()

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晶體，測得[Na+]與[CH3COO-]幾乎相等，則原溶液可能是()

A.HCl溶液B.NaOH溶液C.KCl溶液D.KOH溶液

3.已知同溫同濃度時①H2CO3比H2S電離度大，②H2S比HCO3-電離度大，則下列反應(yīng)不正確的是()

(A)Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS

(B)Na2S+H2O+CO2=NaHS+NaHCO3

(C)2NaHCO3+H2S=Na2S+2H2O+2CO2

(D)2NaHS+H2O+CO2=Na2CO3+2H2S

4.將0.03molCl2緩緩?fù)ㄈ牒?.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中，在此過程中，溶液中的[H+]與Cl2用量的關(guān)系示意圖是(溶液的體積不變)()

ABCD

5.下列操作中，能使電離平衡H2OH++OH-，向右移動且溶液呈酸性的是()

(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)將水加熱到100℃，使pH=6

6.要使水的電離平衡向右移動，且使pH

A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量鹽酸D加熱

7.在室溫下，0.1mol/L100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH減小，但又要使醋酸電離度減少，應(yīng)采取()

A加入少量CH3COONa固體B通入少量氯化氫氣體

C提高溫度D加入少量純醋酸

8.下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是()

A.a電極是負(fù)極

B.b電極的電極反應(yīng)為：4OH-—4e-=2H2O+O2↑

C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源

D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

9.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a;X、Y是兩電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連?；卮鹨韵聠栴}：

(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則

①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。

②Y電極的電極反應(yīng)式為,檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。

(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則

①X的電極材料是，電極反應(yīng)式為。

②Y電極的材料是,電極反應(yīng)式為。

(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)

10.某種胃藥片的制酸劑為碳酸鈣，其中所含的制酸劑質(zhì)量的測定如下：

①需配制0.1mol?L-1的鹽酸和0.1mol?L-1的氫氧化鈉溶液;

②每次取一粒(藥片質(zhì)量均相同)0.2g的此胃藥片，磨碎后加入20.00mL蒸餾水;

③以酚酞為指示劑，用0.1mol?L-1的氫氧化鈉溶液滴定，需用去VmL達(dá)滴定終點;

④加入25.00mL0.1mol?L-1的鹽酸溶液。

(1)寫出實驗過程的步驟(寫編號順序)______________。

(2)下圖所示的儀器中配制0.1mol?L-1鹽酸溶液和0.1mol?L-1氫氧化鈉溶液肯定不需要的儀器是(填序號)_________，配制上述溶液還需要的玻璃儀器是(填儀器名稱)__________。

(3)配制上述溶液應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格是(填字母)__________________。

(A)50mL、50mL(B)100mL、100mL

(C)100mL、150mL(D)250mL、250mL

(4)寫出有關(guān)的化學(xué)方程式_____________________________。

(5)胃藥中含碳酸鈣的質(zhì)量是________。

11.將0.05mol/L的鹽酸溶液和未知濃度的NaOH溶液以1︰2的體積比混和，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，達(dá)到終點時消耗NaOH溶液12.5mL，試求：

(1)NaOH溶液的物質(zhì)的量的濃度;

(2)此一元弱酸的物質(zhì)的量的濃度;

[參考答案]

1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。

9.(1)①2H++2e-=H2↑放出氣體，溶液變紅。

②2Cl--2e-=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。

(2)①純銅Cu2++2e-=Cu②粗銅Cu-2e-=Cu2+

10.(1)這一問主要是為了考查學(xué)生對中和滴定實驗過程的理解和掌握情況而設(shè)問的。為了保證所得滴定結(jié)果的準(zhǔn)確度，同一樣品溶液要重復(fù)滴定2次以上。所以操作步驟應(yīng)為：①②④③②④③(或②①④③②④③)。

但有好多學(xué)生沒有想到要重復(fù)滴定一次，回答成①②④③。

(2)第(2)問的回答也是要從中和滴定實驗操作過程去聯(lián)想回憶。答案為：A、C;玻璃棒、燒杯。

(3)要滴定2次以上，所以樣品溶液的總體積應(yīng)超過75mL，應(yīng)選B。

(4)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O

11.(1)0.04mol/L(2)0.025mol/L(3)4.0%

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電離平衡和電化學(xué)

電離平衡和電化學(xué)
[命題方向]
《考試大綱》中對這部分內(nèi)容的要求可以總結(jié)成如下幾條：
（1）理解鹽類水解的原理．了解鹽溶液的酸堿性。理解影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素。理解弱電解質(zhì)的電離跟鹽的水解的內(nèi)在聯(lián)系，能根據(jù)這種聯(lián)結(jié)關(guān)系進(jìn)行辯證分析。
（2）能用電離原理、鹽類水解原理分析比較溶液的酸堿性強(qiáng)弱，判斷溶液中某些離子間濃度大小，解決一些實際問題。
（3）理解原電池原理及構(gòu)成原電池的條件。理解原電池反應(yīng)和一般氧化還原反應(yīng)的異同。能分析常見化學(xué)電源的化學(xué)原理。
（4）理解化學(xué)腐蝕和電化腐蝕、析氫腐蝕和吸氧腐蝕的異同。了解生產(chǎn)實際中常見的金屬防腐方法的化學(xué)原理和金屬防腐的一般方法。
（5）理解電解的基本原理。記住電解反應(yīng)中常見離子在陰、陽極的放電順序。陽極上失電子順序為AlZnFeSnPb(H)CuHgAgS2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根離子F-；陰極上得電子順序為O2Cl2Br2I2SAg+Hg2+Cu2+(H+)Pb2+Fe2+Zn2+Al3+……
（6）電解原理的應(yīng)用：氯堿工業(yè)、冶煉鋁、電鍍、精煉銅等。
近幾年考查這方面內(nèi)容的試題在高考所占的比例較大，在理科綜合試題每年都會2-3道選題、一道大題，在化學(xué)單科試題也常會有大題出現(xiàn)。
[復(fù)習(xí)重點]
1．本章內(nèi)容的核心是實質(zhì)是化學(xué)平衡移動原理的具體應(yīng)用，電離平衡、水解平衡、原電池反應(yīng)、電解反應(yīng)中都涉及到化學(xué)平衡移動原理。下表列舉了這部分內(nèi)容中的跟平衡移動有關(guān)的一些實例：
表：化學(xué)平衡與其它各類平衡的關(guān)系
知識內(nèi)容與化學(xué)平衡之間的聯(lián)系
弱電解質(zhì)的電離電離平衡實質(zhì)上就是一種化學(xué)平衡，可以用化學(xué)平衡移動原理對弱電解質(zhì)的電離平衡作定性的、或定量的分析。根據(jù)電離度大小可比較弱電解質(zhì)相對強(qiáng)弱，根據(jù)相應(yīng)鹽的水解程度也可比較弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱。
水的電離水是一種很弱的電解質(zhì)，加酸、加堿會抑制水的電離，升高溫度會促進(jìn)水的電離。Kw=[OH-][H+]是水的電離平衡的定量表現(xiàn)，H+、OH-濃度可以用這個關(guān)系進(jìn)行換算。
鹽類水解鹽類水解（如F-+H2OHF+OH-）實質(zhì)上可看成是兩個電離平衡移動的綜合結(jié)果：①水的電離平衡向正方向移動（H2OH++OH-），②另一種弱電解質(zhì)的電離平衡向逆方向移動（HFF-+H+）。也可以看成是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)，升高溫度會促進(jìn)水解。
中和滴定水的電離程度很小，H++OH-=H2O的反應(yīng)程度很大，所以可以利用這個反應(yīng)進(jìn)行中和滴定實驗，測定酸或堿溶液的濃度。
原電池反應(yīng)和電解反應(yīng)原電池反應(yīng)和電解反應(yīng)實質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，其特點是一個氧化還原反應(yīng)分成了兩個電極反應(yīng)（卻氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分別在不同的電極上發(fā)生反應(yīng)）。一些原電池的電極反應(yīng)（如鋼鐵的吸氧腐蝕正極的電極反應(yīng)O2+2H2O+4e=4OH-）涉及到水的電離平衡移動造成pH變化。電解硫酸、氫氧化鈉、氯化鈉等溶液過程中，在陰極或陽極附近由于電極反應(yīng)而使水的電離平衡發(fā)生移動造成pH變化。
2．本部分內(nèi)容的知識體系

3．原電池
（1）原電池的構(gòu)成條件：這是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。
a.負(fù)極與正極：作負(fù)極的一般是較活潑的金屬材料，作正極的材料用一般導(dǎo)體即可
b.電解質(zhì)溶液：
c.閉合回路
注意：通常兩種不同金屬在電解溶液中構(gòu)成原電池時,較活潑的金屬作負(fù)極,但也不是絕對的,嚴(yán)格地說,應(yīng)以發(fā)生的電極反應(yīng)來定.例如，Mg-Al合金放入稀鹽酸中,Mg比Al易失去電子,Mg作負(fù)極;將Mg-Al合金放入燒堿溶液中，由于發(fā)生電極反應(yīng)的是Al,故Al作負(fù)極。
（2）原電池的工作原理：
（1）電極反應(yīng)（以銅鋅原電池為例）：負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）
正極：2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）
（2）電子流向：從負(fù)極（Zn）流向正極（Cu）
（3）電流方向：從正極（Cu）流向負(fù)極（Zn）
（4）能量轉(zhuǎn)變：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能
（3）電極反應(yīng)：
在正、負(fù)極上發(fā)生電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。如氫-氧燃料電池，它的負(fù)極是多孔的鎳電極，正極為覆蓋氧化鎳的鎳電極，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，在負(fù)極通入H2，正極通入O2，電極反應(yīng)：
負(fù)極：2H2+4OH-－4e-=4H2O
正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
負(fù)極的反應(yīng)我們不能寫成：2H2－4e-=4H+。因生成的H+會迅速與OH-生成H2O。
（4）金屬的腐蝕：
金屬的腐蝕分為兩類：
（１）化學(xué)腐蝕：金屬或合金直接與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。
（２）電化腐蝕：不純的金屬或合金因發(fā)生原電池反應(yīng)而造成的腐蝕。
最普遍的鋼鐵腐蝕是：負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+
正極：O2+2H2O+4e-=4OH-
（注：在少數(shù)情況下，若周圍介質(zhì)的酸性較強(qiáng)，正極的反應(yīng)是：2H++2e-=H2↑）
金屬的腐蝕以電化腐蝕為主.例如,鋼鐵生銹的主要過程為:
2Fe-4e-=2Fe2+

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

2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O
（5）金屬的防護(hù)
一般有三條途徑：其一是改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金，其二是涂保護(hù)層，其三是電化學(xué)保護(hù)法。例如在鐵表面鍍上鋅或錫，即成白鐵與馬口鐵，但一旦破損，因原電池反應(yīng)，白鐵外面的鋅可進(jìn)一步起保護(hù)作用，而馬口鐵外面的錫反而會加速腐蝕（鐵作負(fù)極被溶解）。
4．電解原理及其應(yīng)用
直流電通過電解質(zhì)溶液時使陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。電解是一個電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。
從參加反應(yīng)的物質(zhì)來分電解反應(yīng)可分成五類：
（1）H2O型：實質(zhì)是電解水。如電解硝酸鈉、氫氧化鈉、硫酸等溶液。
（2）溶質(zhì)型：溶質(zhì)所電離出來的離子發(fā)生氧化還原，如電解氯化銅、溴化氫等溶液。
（3）硫酸銅溶液型：電解產(chǎn)物是金屬、氧氣與酸。如電解硫酸銅溶液生成單質(zhì)銅、氧氣和硫酸，電解硝酸銀溶液時生成單質(zhì)銀、氧氣和硝酸。
（4）氯化鈉溶液型：電解產(chǎn)物是非金屬單質(zhì)、氫氣與堿。如電解氯化鈉溶液時生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，電解溴化鉀溶液時生成溴單質(zhì)、氫氣和氫氧化鉀。
（5）電鍍型：鍍層金屬作陽極，陽極反應(yīng)是：M-ne-=Mn+，鍍件作陰極，陰極反應(yīng)是：Mn++ne-=M。（電解精煉與電鍍，實質(zhì)上是相同的）
[典型題析]
[例1]熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混和氣為正極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池。完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：
負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-－4e－＝4CO2
正極反應(yīng)式：
總電池反應(yīng)式：
[解析]本題屬于那種源于教材又高于教材的題型，從通常原電池的電解質(zhì)溶液，一下過渡到熔融鹽，不少人無法適應(yīng)，當(dāng)年高考失分也很嚴(yán)重。其實，我們只要從最基本的一點－燃料電池分析，其總電池反應(yīng)式應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正極反應(yīng)式－應(yīng)為總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，就可得出結(jié)果：O2+2CO2+4e－=2CO32-。
[例2]普通干電池中裝有二氧化錳和其它物質(zhì)，二氧化錳的作用是（）
A.和正極作用把碳變成CO2
B.把正極附近生成的H2氧化成水
C.電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的催化劑
D.和負(fù)極作用，將鋅變成鋅離子Zn2+
[解析]鋅錳干電池的負(fù)極材料是鋅，故負(fù)極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2+。正極導(dǎo)電材料是石墨棒。兩極間為MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊狀物。正極NH4+發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3和（H），繼而被MnO2氧化為水，使碳極附近不致產(chǎn)生H2氣泡而使電極極化，故MnO2也可稱為正極的去極劑，使正極附近生成的H2氧化為水。正極反應(yīng)：
2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3+2NH3+H2O
電池總反應(yīng)為：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
本題答案為B。
[例3]將0.lmol醋酸溶液加水稀釋，下列說法正確的是（）
A．溶液中c(H+)和c(OH-)都減小B．溶液中c(H+)增大
C．醋酸電離平衡向左移動D．溶液的pH增大
[解析]答案為D。
主要考查電離平衡知識。弱酸的電離可聯(lián)系到溶液的pH、物質(zhì)的量濃度、水的電離平衡等基礎(chǔ)知識，要用到化學(xué)平衡移動原理。要注意酸溶液稀釋時，溶液的c(OH-)增大，同樣堿溶液稀釋時溶液中的c(H+)增大。
[例4]已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，則下列說法中正確的是（）
A．在Na2A、NaHA兩溶液中，離子種類不相同
B．在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na2A、NaHA兩溶液中，陰離子總數(shù)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]答案選C。
主要考查電離平衡、鹽類水解等理論知識。弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡都會反映到溶液中各種離子濃度的關(guān)系之中，從分析離子關(guān)系角度考查電離平衡和鹽類水解平衡理論知識，可以較好地區(qū)分學(xué)生對相關(guān)理論內(nèi)容的理解水平。
根據(jù)題給條件可判斷，H2A的第一級電離就較弱，屬于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和電離，兩溶液中所含離子種類數(shù)肯定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，陰離子總數(shù)增加，在NaHA溶液中由于HA-水解陰離子總數(shù)要減小，所以兩溶液中陰離子總數(shù)前者多。任何溶液中，陽離子所帶正電荷總數(shù)跟陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)必定相等。所以，在Na2A溶液中H+濃度小于OH-離子濃度。
[例5]剪長約6cm、寬2cm的銅片、鋁片各一片，分別用接線柱平行地固定在一塊塑料板上（間隔2cm）。將銅片與鋁片分別和電流表的“+”、“－”端相連接，電流表指針調(diào)到中間位置。取兩個50mL的小燒杯，在一個燒杯中注入約40mL的濃硝酸，在另一只燒杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。試回答下列問題：
（1）兩電極同時插入稀硫酸中，電流表指針偏向（填“鋁”或“銅”）極，鋁片上電極反應(yīng)式為；
（2）兩電極同時插入濃硝酸時，電流表指針偏向（填“鋁”或“銅”）極，此時鋁是（填“正”或“負(fù)”）極，鋁片上電極反應(yīng)式為。
[解析]電極的確定依賴于具體的電極反應(yīng)，在這個問題上，學(xué)生易受思維定勢的影響，以為金屬越活潑，便一定是負(fù)極，殊不知，在濃硝酸中，Al表面產(chǎn)生了鈍化，發(fā)生反應(yīng)的是Cu。因此，當(dāng)Al、Cu同時插入稀硫酸時，電流表指針偏向Al。（電流方向從正極到負(fù)極）。電極反應(yīng)式為：Al-3e－=Al3+。而當(dāng)Al、Cu同時插入濃硝酸時，電流表指針偏向Cu，Al作正極，且電極反應(yīng)式為：NO3-+4H++3e－=NO+2H2O。

[預(yù)測與訓(xùn)練]
1．0.100molL-1的Na2S的溶液中，下列關(guān)系不正確的是（）
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晶體，測得[Na＋]與[CH3COO－]幾乎相等，則原溶液可能是（）
A．HCl溶液B．NaOH溶液C．KCl溶液D．KOH溶液
3．已知同溫同濃度時①H2CO3比H2S電離度大，②H2S比HCO3－電離度大，則下列反應(yīng)不正確的是（）
（A）Na2CO3＋H2S＝NaHCO3＋NaHS
（B）Na2S＋H2O＋CO2＝NaHS＋NaHCO3
（C）2NaHCO3＋H2S＝Na2S＋2H2O＋2CO2
（D）2NaHS＋H2O＋CO2＝Na2CO3＋2H2S
4．將0.03molCl2緩緩?fù)ㄈ牒?.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中，在此過程中，溶液中的[H＋]與Cl2用量的關(guān)系示意圖是（溶液的體積不變）（）
ABCD
5．下列操作中，能使電離平衡H2OH＋＋OH－，向右移動且溶液呈酸性的是（）
（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）將水加熱到100℃，使pH＝6
6．要使水的電離平衡向右移動，且使pH＜7，可采取的措施是（）
A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量鹽酸D加熱
7．在室溫下，0.1mol/L100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH減小，但又要使醋酸電離度減少，應(yīng)采取（）
A加入少量CH3COONa固體B通入少量氯化氫氣體
C提高溫度D加入少量純醋酸
8．下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（）
A．a(chǎn)電極是負(fù)極
B．b電極的電極反應(yīng)為：4OH-—4e-=2H2O+O2↑
C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源
D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
9．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連?；卮鹨韵聠栴}：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。
②Y電極的電極反應(yīng)式為,檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則
①X的電極材料是，電極反應(yīng)式為。
②Y電極的材料是,電極反應(yīng)式為。
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）
10．某種胃藥片的制酸劑為碳酸鈣，其中所含的制酸劑質(zhì)量的測定如下：
①需配制0.1molL-1的鹽酸和0.1molL-1的氫氧化鈉溶液；
②每次取一粒（藥片質(zhì)量均相同）0.2g的此胃藥片，磨碎后加入20.00mL蒸餾水；
③以酚酞為指示劑，用0.1molL-1的氫氧化鈉溶液滴定，需用去VmL達(dá)滴定終點；
④加入25.00mL0.1molL-1的鹽酸溶液。
（1）寫出實驗過程的步驟（寫編號順序）______________。
（2）下圖所示的儀器中配制0.1molL-1鹽酸溶液和0.1molL-1氫氧化鈉溶液肯定不需要的儀器是（填序號）_________，配制上述溶液還需要的玻璃儀器是（填儀器名稱）__________。
（3）配制上述溶液應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格是（填字母）__________________。
（A）50mL、50mL（B）100mL、100mL
（C）100mL、150mL（D）250mL、250mL
（4）寫出有關(guān)的化學(xué)方程式_____________________________。
（5）胃藥中含碳酸鈣的質(zhì)量是________。
11．將0.05mol/L的鹽酸溶液和未知濃度的NaOH溶液以1︰2的體積比混和，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，達(dá)到終點時消耗NaOH溶液12.5mL，試求：
（1）NaOH溶液的物質(zhì)的量的濃度；
（2）此一元弱酸的物質(zhì)的量的濃度；
[參考答案]
1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。
9．（1）①2H++2e-=H2↑放出氣體，溶液變紅。
②2Cl--2e-=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。
（2）①純銅Cu2++2e-=Cu②粗銅Cu-2e-=Cu2+
10．（1）這一問主要是為了考查學(xué)生對中和滴定實驗過程的理解和掌握情況而設(shè)問的。為了保證所得滴定結(jié)果的準(zhǔn)確度，同一樣品溶液要重復(fù)滴定2次以上。所以操作步驟應(yīng)為：①②④③②④③（或②①④③②④③）。
但有好多學(xué)生沒有想到要重復(fù)滴定一次，回答成①②④③。
（2）第（2）問的回答也是要從中和滴定實驗操作過程去聯(lián)想回憶。答案為：A、C；玻璃棒、燒杯。
（3）要滴定2次以上，所以樣品溶液的總體積應(yīng)超過75mL，應(yīng)選B。
（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O
（5）
11．（1）0.04mol/L（2）0.025mol/L（3）4.0%

高三化學(xué)教案：《電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。那么如何寫好我們的教案呢？以下是小編為大家精心整理的“高三化學(xué)教案：《電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計”，相信能對大家有所幫助。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、熟練掌握原電池的電極名稱、電子流向、電極反應(yīng)式及原電池總反應(yīng)式;

2、掌握幾種新型燃料電池的工作原理;

3、熟練掌握電解池電極名稱、材料、電解質(zhì)種類等的判斷;會書寫電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)方程式;

4、掌握電解前后溶液的濃度和pH值變化的計算。

典型例題

【例1】⑴今有2H2+O22H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是

，正極通的應(yīng)是，電極反應(yīng)式為負(fù)極：，正極：。

⑵若把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為負(fù)極：，

正極：。⑴和⑵的電解質(zhì)不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH個有什么變化。

⑶若把H2改為CH4，用KOH作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為負(fù)極：，

正極。

【例2】(2003年南通四市聯(lián)考試題)右圖中電極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。

課堂練習(xí)

1、蓄電池在放電時起原電池作用，在充電時起電解池作用，

下列是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時的反應(yīng)：Fe+NiO2+2H2O放電充電Fe(OH)2+Ni(OH)2，下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷中不正確的是()

A.放電時Fe作負(fù)極，NiO2作正極

B.放電時溶液中的陽離子向正極移動

C.充電時的陰極反應(yīng)是Fe(OH)2+2e-==Fe+2OH-

D.該蓄電池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作電解質(zhì)溶液

2、生物體中細(xì)胞膜內(nèi)的葡萄糖與細(xì)胞膜外富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池。下列有關(guān)電極反應(yīng)及產(chǎn)物的判斷正確的是：

A.負(fù)極反應(yīng)可能是O2+2H2O+4e-=4OH-

B.負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O

C.正極反應(yīng)可能是6C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2+18H2O

D.正極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O

3、下列四組原電池，其中放電后，電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加，且在正極有單質(zhì)生成的是()

A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu濃H2SO4

C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液

4.(多選)用石墨做電極電解AlCl3溶液時，下列電解液變化曲線合理的是()

ABCD

5.用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時，在陽極上同時產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則M的相對原子質(zhì)量為()

A.B.C.D.

6.摩托羅拉公司最新研發(fā)了一種由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鋰電池的10倍，且待機(jī)時間超過一個月。假定放電過程中，甲醇完全氧化產(chǎn)生的CO2被充分吸收生成CO32-。

⑴該電池總反應(yīng)的離子方程式為——————————————————————————————————————;

⑵甲醇是————極，電池在放電過程中溶液的pH將_________(填“下降”或“上升”、不變”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化產(chǎn)生電能，并利用該過程中釋放的電能電解足量的CuSO4溶液(假設(shè)整個過程中能量總利用率為80%)，則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2______升。

⑶最近，又有科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸汽。其中固體大是摻雜了Y2O3(Y：釔)的ZrO2(Zr：鋯)固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子(其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。

①電池的正極反應(yīng)式為_________________，

②放電時固體電解質(zhì)里O2-離子的移動方向是向_______極移動(填正或負(fù))。

7、1991年我國首創(chuàng)以鋁、空氣和海水電池為能源的新型海水航標(biāo)燈.它以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍.根據(jù)以上敘述，填寫這種電池兩極的電極反應(yīng)式：

(1)負(fù)極：.

(2)正極：.

課后練習(xí)

1.下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是()

A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡

B.用鋅片做陽極，鐵片做陰極，電解氯化銅溶液，鐵片表面析出銅

C.把銅片插入三氯化鐵溶液，在銅片表面析出鐵

D.把鋅放入稀鹽酸中，加幾滴氯化銅溶液，產(chǎn)生氣泡速率加快

2.據(jù)報道，美國正在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的蓄電池，它具有容量大、污染小的特點，其電池反應(yīng)為：2Zn+O2=2ZnO，其原料為鋅、空氣和電解質(zhì)溶液，則下列敘述正確的是()

A.鋅為正極，空氣在負(fù)極反應(yīng)B.負(fù)極還原反應(yīng)，正極氧化反應(yīng)

C.負(fù)極的電極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-==ZnO+H2O

D.電池工作時溶液的pH降低

3.有a、b、c、d四種金屬，將a與b用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕;將a、d分別投入等濃度鹽酸中，d比a反應(yīng)激烈;將銅浸入b的鹽溶液中，無明顯變化;若將銅浸入c的鹽溶液中，有金屬c析出，據(jù)此判斷它們的活動性由強(qiáng)到弱的順序是：

A.dcabB.dabcC.dbacD.badc

4.在H2O中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3—SO42—、Cl—，該溶液放在惰性電極的電解槽中通電片刻后，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是()

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

5、在裝有水的燒杯里，用細(xì)線掛一個呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圓柱棒，如右圖。⑴向燒杯中加入CuSO4溶液后，棒的狀態(tài)將如何變化?(溶液密度的變化忽略不計)

⑵說明上述變化的原因。

6.(18分)由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實驗室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所示實驗裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。

⑴a電極材料_______，其電極反應(yīng)式為_____________________。

⑵電解液d可以是_______，則白色沉淀在電極上生成;也可以是_______，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。

A.純水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液

⑶液體c為苯，其作用是________________，在加入苯之前，對d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是__________________________。

⑷若d改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_______________________________________。

專題(七)答案例題例1【答案】⑴H2、O2;負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O，正極：O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵負(fù)極：2H2-4e-=4H+，正極：O2+4H++4e-=2H2O;pH變小;pH變大;⑶負(fù)極：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-。

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

課堂練習(xí)

1D2B3C4AD5C

6.⑴2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O，⑵負(fù)極，下降，13.44L，

⑶①O2+4e-=4O2-,②負(fù)極。)

7答案：(1)Al-3e=Al3+

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

課后練習(xí)

1C2C3B4B

5答案：⑴Fe一端升高，Ag一端降低，同時Fe端逐漸溶解，Ag端有紅色物質(zhì)析出，水溶液略顯淺藍(lán)色;⑵上述變化的原因見解析。

6.⑴Fe，F(xiàn)e-2e—=Fe2+;⑵C;B;⑶隔絕空氣，防止產(chǎn)物被氧化;趕盡溶液中的氧氣;⑷白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。

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(fù)極的確定及電極反應(yīng)式的寫法

1.確定正負(fù)極應(yīng)遵循：

(1)一般是較活潑的金屬充當(dāng)負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(qiáng)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(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(fù)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(fù)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(fù)極導(dǎo)線→正極 電源負(fù)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(fù)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(qiáng)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(fù)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(fù)極，O2為正極，電極反應(yīng)式為：正極 O2+2H2O+4e—=4OH— 還原反應(yīng) 負(fù)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(hù)

金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)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(qiáng)(pH

電極反應(yīng) 負(fù)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(hù)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(qiáng)抗腐蝕能力。

②在金屬表面覆蓋保護(hù)保護(hù)層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。

③電化學(xué)保護(hù)法：利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護(hù)，或者利用原電池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電池的正極而受到保護(hù)。

(4)金屬腐蝕速率大小

電解池陽極>原電池負(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(fù)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(fù)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(dá)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(jī)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(fù)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(jìn)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(fù)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(fù)極與外接電源的負(fù)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(jìn)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(fù)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(fù)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(qiáng)

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(fù)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(fù)極反應(yīng)：H2 - 2e- == 2H+

C.當(dāng)正極消耗11.2 L O2時，負(fù)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(jìn)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(fù)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(fù)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(fù)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(hù)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(fù)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(fù)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(fù)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(jìn)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(lán)

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。回答：

(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?？捎米鞴?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(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機(jī)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(jìn)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(fù)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(jìn)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(lán)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(kuò)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(fù)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：《電化學(xué)解題策略》教學(xué)設(shè)計

本文題目：高三化學(xué)教案：電化學(xué)解題策略

電化學(xué)解題策略

通過研究近幾年全國各地的高考試題，有關(guān)電化學(xué)試題仍是2012年高考一大亮點，這充分說明電化學(xué)在今后教學(xué)中的重要性。但這類試題往往又是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，錯誤率較高。如何解答此類問題，現(xiàn)歸納如下：

【解題策略】

一. 電化學(xué)中四個極

正負(fù)極是根據(jù)物理學(xué)上的電極電勢高低而規(guī)定的，多用于原電池。正極電極電勢高，是流入電子(外電路)的電極;負(fù)極電極電勢低，是流出電子(外電路)的電極。

陰陽極是針對電解池或電鍍池來命名的。陽極是指與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極;陰極是指與電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)的電極。

二. 電化學(xué)中四個池

1. 原電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。除燃料電池外，一般由活潑金屬作負(fù)極。

2. 電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

3. 電鍍池：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層新金屬的裝置。通常鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬的物件接電源負(fù)極，含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。

4. 電解精煉池：應(yīng)用電解原理提純某些金屬的裝置，通常提純的金屬接電源正極，該金屬的純凈固體接電源負(fù)極，電解液含有待提純金屬的陽離子。

三. 原電池電極的四種判斷方法

1. 根據(jù)構(gòu)成原電池的電極材料判斷：活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬或?qū)щ姷姆墙饘偌敖饘傺趸镒髡龢O。

2. 根據(jù)電子流向或電流流向判斷：電子流出或電流流入的電極為負(fù)極，反之為正極。

3. 根據(jù)電極反應(yīng)進(jìn)行判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。也可依據(jù)電極附近指示劑(石蕊、酚酞、淀粉試液等)的顯色情況判斷該電極是 或 等放電，從而確定正、負(fù)極。如用酚酞作指示劑，若電極附近溶液變紅色，說明該電極附近溶液顯堿性， 在該電極附近得電子被還原，該電極為正極。

4. 根據(jù)兩極現(xiàn)象判斷：通常溶解或質(zhì)量減少的一極為負(fù)極;質(zhì)量增加或有氣泡產(chǎn)生的一極為正極。

四. 電解的四種類型

1. 只有溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化：如用惰性電極電解 溶液、 溶液，其電解反應(yīng)式分別為：

2. 形式上看只有水發(fā)生化學(xué)變化：如惰性電極電解 溶液的電解反應(yīng)式均為：

3. 溶質(zhì)、水均發(fā)生化學(xué)變化：如惰性電極電解 溶液、 溶液，其電解反應(yīng)式分別為：

4. 形式上看溶質(zhì)和水均未發(fā)生化學(xué)變化：如鐵器上鍍銅，電極反應(yīng)式分別為：陽極銅棒： ，陰極鐵器： 。

五. 書寫電極反應(yīng)的四原則

1. 加減原則：根據(jù)得失電子守恒，總反應(yīng)式為兩個電極反應(yīng)式之和。若已知一個電極反應(yīng)式，可用總反應(yīng)式減去已知的反應(yīng)式，得另一電極反應(yīng)式。

2. 共存原則：因為物質(zhì)得失電子后在不同介質(zhì)中的存在形式不同，所以電極反應(yīng)式的書寫必須考慮介質(zhì)環(huán)境。堿性溶液中 不可能存在，也不可能有 參加反應(yīng);當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時，不可能有 參加反應(yīng)。如甲烷燃料電池以KOH為電解質(zhì)溶液時：負(fù)極反應(yīng)式： ;正極反應(yīng)式： 。

3. 得氧失氧原則：得氧時，在反應(yīng)物中加 (電解質(zhì)為酸性時)或 (電解質(zhì)溶液為堿性或中性時);失氧時，在反應(yīng)物中加 (電解質(zhì)為堿性或中性時)或 (電解質(zhì)為酸性時)。如“鈕扣”電池以KOH為電解質(zhì)溶液，其電池總反應(yīng)式為： ，負(fù)極 ，根據(jù)得氧原則，負(fù)極反應(yīng)式為： ;正極 ，根據(jù)失氧原則，正極反應(yīng)式為： 。

4. 中性吸氧反應(yīng)成堿原則：在中性電解質(zhì)溶液中，通過金屬吸氧所建立起來的原電池反應(yīng)，其反應(yīng)的最后產(chǎn)物是堿。如銀鋅電池、鐵的吸氧腐蝕、以鋁、空氣、海水為材料組成的海水電池等。

【題型解讀】

題型一、電極名稱和電極材料的判斷

例1. 銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是( )

A. 陰極 B. 正極 C. 陽極 D. 負(fù)極

解析：電解池的兩極分別命名為陰、陽極，原電池的兩極分別命名為正、負(fù)極。題中裝置構(gòu)成的是原電池，鋅片失電子作原電池的負(fù)極。答案：D

題型二、電極方程式的書寫

例2. 下圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列判斷正確的是( )

A. a為負(fù)極，b為正極 B. a為陽極，b為陰極

C. 電解過程中，d電極的質(zhì)量增加 D. 電解過程中，氯離子的濃度不變

解析：根據(jù)電流方向可判斷出a為正極，b為負(fù)極，c為陽極，d為陰極。用惰性電極電解CuCl2溶液時，兩個電極上發(fā)生的反應(yīng)陽極(c電極)為： ，陰極(d電極)為： 。答案：C

題型三、廢舊電池的處理方法

例3. 隨著人們生活水平的不斷提高，廢舊電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是( )

A. 利用電池外殼的金屬材料

B. 防止電池中的汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水體造成污染

C. 不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品

D. 回收其中的石墨電極

解析：隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，環(huán)境污染和環(huán)保問題已越來越受到人們的重視，廢舊電池中含有鉛、汞等多種重金屬離子，極易對環(huán)境造成污染。答案：B

題型四、利用得失電子守恒進(jìn)行計算

例4. 室溫下，在實驗室中電解500mL某0.03mol/L的NaCl溶液，通電一段時間后溶液的pH從7增加到12時(設(shè)電解時溶液的體積變化忽略不計)，則陰極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和溶液中NaCl的濃度分別為( )

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

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

解析：室溫下，pH=12時， ，生成的 的物質(zhì)的量為

。由電極反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等，推導(dǎo)出電子與各物質(zhì)之間物質(zhì)的量的關(guān)系為： 。由生成的 的物質(zhì)的量可直接求得

參加反應(yīng)的NaCl的物質(zhì)的量為 。剩余NaCl的濃度為

，生成的H2為 。答案：B

題型五、電化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用

1. 判斷金屬的活動性強(qiáng)弱

例5. X、Y、Z、M代表四種金屬元素，金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時，X溶解，Z極上有氫氣放出;若電解 和 共存的溶液時，Y先析出;又知 的氧化性強(qiáng)于 ，則這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序為( )

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

解析：金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀H2SO4中，形成原電池，X溶解說明金屬活動性X>Z;電解 和 共存的溶液時，Y先析出，則金屬活動性Z>Y;離子的氧化性越強(qiáng)，其單質(zhì)的金屬活動性越弱，則金屬活動性Y>M。答案：A

2. 金屬的腐蝕

例6. 家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，常出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是( )

A.

B.

C.

D.

解析：洗過的鐵鍋在空氣中放置，可發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為： ，正極發(fā)生的反應(yīng)為： ，總反應(yīng)式為： ，而 又易被O2氧化為紅褐色的 。答案：D

題型6、電子守恒法的應(yīng)用。

例7、500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol?L-1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是( )

A.原混合溶液中c(K+)為1 mol?L-1 B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移4 mol電子

C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D.電解后溶液中c(H+)為2 mol?L-1

解析：兩極反應(yīng)為：陰極 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ 陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2O,兩極都收集1mol氣體，由陽極得到轉(zhuǎn)移電子為4mol，又知生成1molH2轉(zhuǎn)移電子2mol，根據(jù)電子得失守恒，n(Cu2+)=1mol.再通過離子所帶電荷的守恒,在500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中存在關(guān)系：2c(Cu2+)+c(K+)=c(NO3-)，可以求出c(K+)=2 mol?L-1 .電解過程中消耗的n(OH-)=4mol,則溶液中留下4mol的H+,c(H+)=8mol?L-1 .

答案：B

例8、如下圖所示，若電解5min時銅電極質(zhì)量增加2.16g，試回答：

(1)電源電極X名稱為_____________。

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

(3)通電5min時，B中共收集224mL氣體(標(biāo)況)，溶液體積為200mL。(設(shè)電解前后無體積變化)則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為__________。

(4)若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH是___________(設(shè)前后體積無變化)。

解析：(1)因為Cu電極增重，說明溶液中的Ag+在此極析出，所以Cu極為陰極，Ag極為陽極，那么與Ag極相連的電源Y極為正極，X極為負(fù)極。(2)電解KCl溶液時，陰極上2H++2e-=H2↑，溶液pH增大，電解CuSO4和K2 SO4溶液時，陽極4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，溶液pH減小。電解AgNO3溶液實質(zhì)是電鍍，溶液濃度不變，故pH不變。(3)C中銅電極增加2.16gAg，通過的電子為n(e-)= 0.02mol，因為串聯(lián)電池，每個電極通過的電子均為0.02mol，B中陽極4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，放出O2為 =0.005mol，陰極放出H2為：0.01mol-0.005mol=0.005mol，根據(jù)H2的物質(zhì)的量推知H+得電子2×0.005mol，則Cu2+得電子為0.02mol -2×0.005mol， CuSO4 的濃度為： 。

(4)A中陰極2H++2e-=H2↑，H+減少n(H+)=0.02mol，

c(OH-) = ,pH=13。

答案：(1)負(fù)極(2)增大;減小;不變(3)0.025mol/L(4)13。

例9、(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)?，放出熱?24kJ(25℃時)，N2H4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。

(2)肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。

肼—空氣燃料電池放電時：

正極的電極反應(yīng)式是 。

負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。

(3)下圖是一個電化學(xué)過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)是 。

②假設(shè)使用肼—空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣 L(假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%)

解析：(1)注意32克N2H4為1mol,注意△H應(yīng)與方程式的計量數(shù)相對應(yīng)，如N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1);△H=-624kJ/mol

(2)肼—空氣燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液。故電極反應(yīng)為：

(正極)O2+2H2O+4e-=4OH- ，(負(fù)極)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑

(3)①此圖為電解裝置，銅片為陽極，鋅片為陰極。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)是Cu2++2e-=Cu

② 銅片減少128g，即轉(zhuǎn)移電子4mol 根據(jù)O2+2H2O+4e-=4OH-計算得，需要氧氣1mol,轉(zhuǎn)化為空氣則需要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

【專題測試】

1.下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是

()

【解析】　選項A，Zn應(yīng)為原電池負(fù)極，Cu為原電池正極。選項B，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項C，粗銅應(yīng)連接電源正極。選項D，電解飽和NaCl溶液，Cl-在陽極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H+在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。

【答案】　D

2.下列敘述正確的是

()

①原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置　②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)?、鄄荒茏园l(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過原電池的裝置均可實現(xiàn)?、芴及舨荒苡脕碜髟姵氐恼龢O?、莘磻?yīng)Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+，能以原電池的形式來實現(xiàn)

A.①⑤　B.①④⑤

C.②③④ D.②⑤

【解析】?、谠姵刎?fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，③不能實現(xiàn)，④碳棒可以作原電池的正極。

【答案】　A

3.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)

下列說法錯誤的是

()

A.電池工作時，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)

C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g

【解析】　由所給電池的總反應(yīng)式可知，電池工作時，每有1 mol Zn參加反應(yīng)，失去2 mol電子，則會有2 mol電子從負(fù)極Zn開始，流經(jīng)外電路而流向正極，并在正極發(fā)生反應(yīng)，2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)，故外電路每通過0.2 mol電子，Zn的質(zhì)量就減輕6.5 g。

【答案】　C

4.科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為

()

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

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

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

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

【答案】　C

5.鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為：2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下說法正確的是

()

A.負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：Fe-2e-===Fe2+

B.正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+O2+2e-===4OH-

C.原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置

D.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕

【答案】　A

6.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

()

①原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)　②原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)?、墼姵刎?fù)極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)　④原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)

A.①② B.②③

C.③④ D.①④

【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】　B

7.用惰性電極分別電解足量的下列物質(zhì)的水溶液一段時間后，向剩余電解質(zhì)溶液中加入一定量的一種物質(zhì)(括號內(nèi))，溶液能恢復(fù)到與原來溶液完全一樣的是

()

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陰、陽離子，判斷陰、陽兩極參加反應(yīng)的離子是什么?溶液中減少的是什么?顯然A中電解的是CuCl2，B中被電解的是水，D中減少的是CuO，與添加的物質(zhì)不符被否定。

【答案】　C

8.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：

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

根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是

()

A.電池放電時，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大

B.電池放電時，鎳元素被氧化

C.電池充電時，氫元素被氧化

D.電池放電時，H2是負(fù)極

【解析】　放電時，反應(yīng)向右進(jìn)行，氫被氧化為H+，負(fù)極區(qū)pH減小，鎳元素被還原，而充電時，反應(yīng)向左進(jìn)行，氫元素被還原。

【答案】　D

9.若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式是：Cu+2H+===Cu2++H2↑，則下列關(guān)于該裝置的有關(guān)說法正確的是

()

A.該裝置可能是原電池，也可能是電解池

B.該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸

C.該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極

D.該裝置只能是原電池，電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸

【解析】　不能是原電池，Cu+H+不能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

【答案】　C

10.用惰性電極電解2 L 1.0 mol?L-1CuSO4溶液，在電路中通過0.5 mol電子后，調(diào)換正負(fù)極繼續(xù)電解，電路中通過了1 mol電子，此時溶液中c(H+)為(假設(shè)體積不變)

()

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】　調(diào)換正負(fù)極前后電極反應(yīng)式的比較情況如下：

前陽：4OH--4e-===2H2O+O2↑陰：2Cu2++4e-===2Cu

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

由上反應(yīng)知：電路中轉(zhuǎn)移的1.5 mol電子中，只有1 mol由OH-放電產(chǎn)生，即消耗的n(OH-)=1 mol，亦即溶液中積累的n(H+)=1 mol，故c(H+)=0.5 mol/L。

【答案】　C

11.把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為

()

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，不符合生產(chǎn)實際的是

()

A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極

B.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極

C.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極

D.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極

【答案】　A

13.如下圖所示，通電后，A極上析出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述正確的是 ()

A.P是電源的正極

B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH--4e-===2H2O+O2↑

C.通電后，甲、乙、丙三池中，除了E、F兩極外，其他電極均參加了反應(yīng)

D.通電后，甲池溶液的pH減小，而乙、丙兩池溶液的pH不變

【答案】　B

14.如下圖所示，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、無臭

氣體放出。符合這一情況的是 ()

a極板 b極板 X電極 Z溶液

A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4

B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH

C 銀 鐵 正極 AgNO3

D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2

【答案】　A

15.天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時LiCoO2中Li被氧化，Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，下列說法正確的是

()

A.充電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6-e-===Li++C6

B.放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li++e-===LiCoO2

C.羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)

D.鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低

【解析】　A項，充電時，發(fā)生電解池反應(yīng)，電池負(fù)極即為電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)Li++C6+e-===LiC6;B項，放電時發(fā)生原電池反應(yīng)電池正極發(fā)生還原反應(yīng);C項，含活潑氫的有機(jī)物作電解質(zhì)易得電子;D項，鋰相對原子質(zhì)量小，其密度最小，所以鋰離子電池的比能量高。

【答案】　B

16.將Mg條、Al條平行插入一定濃度的NaOH溶液中，如下圖所示用導(dǎo)線連接起來。下列敘述符合事實的是 ()

A.斷開K2，閉合K1時，Al電極反應(yīng)為：Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O

B.斷開K2，閉合K1時，由于Mg比Al活潑，故Mg失去電子被氧化成Mg2+

C.斷開K1，閉合K2時，電子由Mg向Al流動

D.斷開K1，閉合K2時，溶液中立即會有白色沉淀析出

【解析】　斷開K2，閉合K1時，Al、Mg、NaOH構(gòu)成原電池，Al能自發(fā)與NaOH溶液反應(yīng)而失去電子，為原電池的負(fù)極：Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O，故選項A正確，B錯誤。斷開K1，閉合K2時，構(gòu)成電解NaOH溶液的電解池，Al接電源的正極為電解池的陽極，被溶解：Al-3e-===Al3+，生成的Al3+馬上與溶液中過量的OH-反應(yīng)生成AlO-2，看不到白色沉淀析出。Mg接電源的負(fù)極為電解池的陰極，溶液中的H+在該極獲得電子而產(chǎn)生H2：2H++2e-===H2↑。電子流向為：Mg→NaOH溶液→Al，故選項C、D錯誤。

【答案】　A

17.(10分)如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實驗：

序號 內(nèi)容 實驗現(xiàn)象

1 常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月 干燥的鐵絲表面依然光亮

2 常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時 鐵絲表面依然光亮

3 常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月 鐵絲表面已變得灰暗

4 將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時 鐵絲表面略顯灰暗

5 將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時 鐵絲表面已變得灰暗

6 將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時 鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴(yán)重

回答以下問題：

(1)上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實驗序號)________;在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是__________________;正極反應(yīng)是______________________;

(2)由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是___________________________

______________________________________________________________________;

(3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是________________________(答兩種方法)。

【解析】　由實驗現(xiàn)象(鐵絲表面變灰暗)得出發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實驗為3、4、5、6，負(fù)極Fe失電子變成Fe2+被腐蝕，正極均為O2放電。從能否構(gòu)成原電池的條件等方面來回答問題(2)。從改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面，從覆蓋保護(hù)層、原電池原理等方面進(jìn)行思考來回答問題(3)。

【答案】　(1)3、4、5、6

Fe-2e-===Fe2+(或2Fe-4e-===2Fe2+)

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

(2)濕度、溫度、O2的濃度、電解質(zhì)存在

(3)電鍍、發(fā)藍(lán)等表面覆蓋保護(hù)層，犧牲陽極的陰極保護(hù)法等

18.(10分)二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：

某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表，回答下列問題：

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)硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。

(2)濾渣A的主要成分為__________________。

(3)加入MnS的目的是除去________________雜質(zhì)。

(4)堿性鋅錳干電池中，MnO2參與的電極反應(yīng)方程式為___________________________

________________________________________________________________________。

(5)從廢舊堿性鋅錳干電池中可以回收利用的物質(zhì)有________________________(寫出兩種)。

【解析】　(2)軟錳礦酸浸后，濾液中主要含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+和H+，當(dāng)加氨水調(diào)pH至5.4時，根據(jù)題目所給表格，此pH下，只有Al3+、Fe3+可沉淀完全。

(3)在pH=5.4時，Cu2+、Zn2+可以硫化物的形式沉淀完全，而MnS在此情況下不可溶解形成Mn2+和S2-，因此加入MnS是為了除去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)鋅、二氧化錳

19.(13分)物質(zhì)X是中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)，X既能與稀硫酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

(1)若X為氧化物，X的化學(xué)式是________________。

(2)若X為單質(zhì)，X用于焊接鋼軌反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________

________________________________________________________________________。

(3)若X與稀硫酸反應(yīng)生成無色無味的氣體A，與濃氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)生成氣體B。等物質(zhì)的量的A和B在水溶液中反應(yīng)又生成X。

X與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________;

X與足量稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是________________________________

________________________________________________________________________。

①在宇航器中，可以不斷的將座艙內(nèi)的空氣通過盛有金屬過氧化物(以過氧化鈉為例)的容器，以除去A。反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________。

②科學(xué)家設(shè)計出新的航天飛船內(nèi)的空氣更新系統(tǒng)。其中一步是A和氫氣在200～250 ℃時，鎳催化劑作用下，生成甲烷和另一物質(zhì)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________。

③熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如下圖所示：

C(Ⅰ)的電極名稱是________(填正極或負(fù)極)。該燃料電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式是______________________。

熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理示意圖

【答案】　(1)Al2O3　(2)2Al+Fe2O3=====高溫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負(fù)極　2H2+O2===2H2O

20.(11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[(CH3COO)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他產(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(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡式如下：

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(jìn)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與足量氫氧化鈉溶液反應(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__________________________________________________________。

【解析】　(1)因制備該電池電極材料的原料為乙酸亞鐵，產(chǎn)品為磷酸亞鐵鋰，為防止亞鐵化合物被氧化，故兩種制備方法的過程必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。

(2)方法一中除生成磷酸亞鐵鋰和乙酸外，由碳酸鋰可生成CO2氣體，由磷酸二氫銨可生成NH3和水蒸氣，故除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有CO2、H2O和NH3生成。

(3)分析方法二所給條件，抓住幾個關(guān)鍵點：①鐵作陽極;②磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液為電解液;③析出磷酸亞鐵鋰沉淀，所以陽極的電極反應(yīng)式為：Fe+H2PO-4+Li+-2e-===LiFePO4+2H+。

(4)分析M的結(jié)構(gòu)簡式可知，M分子中既含甲基丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)，又含碳酸二酯的結(jié)構(gòu)(見下圖)：

由此可分析寫出M與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(5)該電池放電時正極的電極反應(yīng)為充電時陽極電極反應(yīng)的逆過程，即由磷酸鐵生成磷酸亞鐵鋰，故放電時正極的電極反應(yīng)式為：FePO4+Li++e-===LiFePO4。

【答案】　(1)為了防止亞鐵化合物被氧化

(2)CO2　H2O　NH3

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

(4)

HOCH2CH2OH+Na2CO3+CH3OH

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

21.(8分)常溫下電解200 mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)系如圖中Ⅰ、Ⅱ所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，根據(jù)圖中信息進(jìn)行下列計算：

(1)原混合溶液中NaCl和CuSO4的物質(zhì)的量濃度。

(2)t2時所得溶液的pH。

(3)電解至t3時，消耗水的質(zhì)量。

【解析】　(1)陽極首先逸出的是氯氣：n(NaCl)=2n(Cl2)=0.02 mol，則c(NaCl)=0.1 mol/L。

陽極得到336 mL氣體中，含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.01 mol×2+0.005 mol×4=0.04 mol。

此過程中陰極剛好全部析出銅：

n(CuSO4)=n(Cu)=0.04 mol2=0.02 mol，

則c(CuSO4)=0.02 mol0.2 L=0.1 mol/L。

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

根據(jù)電荷守恒有：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