实验探究电化学原理在实验中的应用.ppt

电化学原理在生产、生活中的应用非常广泛，在化学实验中的作用亦不可低估。如改变反应速率、制备通常方法难以制备的物质等很多方面，现分别列举如下： 应用一 加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。如实验室制H2时，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，就能使产生H2的反应速率加快。,实验探究 电化学原理在实验中的应用,应用二 比较金属活动性的强弱 两种金属分别做原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 应用三 制备通常方法难以制备的物质 电解是最强有力的氧化还原手段，可以制备F2等氧化性很强的物质，也可以制备Na、Mg、Al等还原性很强的物质等。 应用四 利用有关量的关系进行某些测量或测定 可以利用电子与物质间的关系测元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等。,【实验探究1】用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L O2（标准状况），则可知M的原子量为 （ ）,解析 本题意在考查学生对电解原理的理解，并以 电解原理为素材，考查学生思维的敏捷性。 由题干可知，在用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两 极发生的反应是：阳极：4OH- 2H2O+O2+4e- 阴极：Mx+xe- M 已知阳极上有b L氧气（标准状况）生成，其物质的量为 mol，从阳极反应来看,应有 mol电子转移，因为在阴极上也应有同样物质的量的电子转移，设 Ar（M）为M的相对原子质量，则 答案 C,。,【实验探究2】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的 工艺流程如下：,（1）精制过程中反应的离子方程式为 。 （2）电解过程的总反应方程式为 。 （3）电解槽阳极产物可用于 （至少写出两种用途）。,（4）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：,根据上述数据，脱盐的主要工序应为 、 。 脱盐后的碱液含NaOH约50%，含NaCl仅约2%，NaCl能 够从溶液中大量析出的原因是 。,答案 （1）Ba2+SO BaSO4， Mg2+2OH- Mg（OH）2， Ca2+CO CaCO3，Ba2+CO BaCO3 （2）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 （3）制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、 合成塑料等（任选两种） （4）蒸发浓缩 过滤 蒸发过程中溶剂（水）大量减 少，Na+浓度显著增大促进NaCl的沉淀溶解平衡向沉 淀方向移动（或：Na+浓度显著增大抑制了NaCl的溶 解）,电解,【实验探究3】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目： 方案:有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为 。 方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。,正极反应式： ； 负极反应式： 。 方案.结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验 证Fe、Cu活动性的简单实验方案（与方案、不 能雷同）： ， 用离子方程式表示其反应原理： 。,解析 比较或验证金属活动性方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理，负极是较活泼的金属；也可以利用金属单质间的置换反应来完成。 答案 方案:Fe+2H+ Fe2+H2 方案:,2H+2e- H2 Fe Fe2+2e- 方案:把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质 Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,【实验探究4】 （1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。 锌片上发生的电极反应： ； 银片上发生的电极反应： 。 （2）若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算： 产生氢气的体积（标准状况）； 若已知电子电荷为1.6010-19 C，通过导线的电量为3.85104 C，试计算阿伏加德罗常数NA。,解析 （1）锌片与银片和稀硫酸构成原电池,锌片为 负极，发生氧化反应：Zn Zn2+2e-;银片为正极, 发生还原反应：2H+2e- H2 。 （2）锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗 的锌的质量，设产生的氢气体积为x。 Zn+2H+ Zn2+H2 65 g 22.4 L 60 g-47 g=13 g x x=13 g22.4 L65 g=4.48 L,反应消耗的锌为:13 g65 g/mol=0.20 mol 1 mol Zn变为Zn2+时，转移2 mol e-，则通过的电量可 表示为：0.20 mol