高考化学一轮复习 第8讲 电能转化为化学能全套课件.ppt

1 下列说法正确的是a 钢铁发生电化腐蚀的正极反应式为 fe 3e fe3 b 甲醇碱性燃料电池的负极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh c 铁片镀铜时 铁片与电源正极相连d 用惰性电极电解硫酸钠溶液 电解过程中溶液的ph保持不变 课前体验 解析 考查有关电化学的基本概念 a项铁做负极 生成 2价亚铁离子 b项甲醇为负极 c项铁片 镀件 与电源负极相连 d项实质是电解水 溶液ph不变 2 金属镍有广泛的用途 粗镍中含有少量fe zn cu pt等杂质 可用电解法制备高纯度的镍 下列叙述正确的是 已知 氧化性fe2 ni2 cu2 a 阳极发生还原反应 其电极反应式 ni2 2e nib 电解过程中 阳极质量的减少与阴极质量的增加相等c 电解后 溶液中存在的金属阳离子只有fe2 和zn2 d 电解后 电解槽底部的阳极泥中只有cu和pt 课前体验 解析 考查电解原理的应用 a项阳极应发生氧化反应 c项溶液中阳离子主要为ni2 根据金属放电顺序 阳极反应为 zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu pt在该条件下不失电子 阴极反应 ni2 2e ni zn2 fe2 在该条件下不得电子 因fe zn ni的相对原子质量不等 当两极通过的电量相等时 阳极减少的质量与阴极增加的质量不等 2h 2e h2 或2h2o 2e h2 2oh 课前体验 2cl 2e cl2 电极a产生的气体由黄绿色变成无色 3 某课外学习小组用右图所示的装置进行实验 a b为石墨电极 烧杯中盛放的是等浓度的cucl2和nacl的混合溶液 观察到实验过程可分为三个阶段 课前体验 3 某课外学习小组用右图所示的装置进行实验 a b为石墨电极 烧杯中盛放的是等浓度的cucl2和nacl的混合溶液 观察到实验过程可分为三个阶段 增大 这时的溶质是氢氧化钠 实质是水被电解 溶液越来越浓 ph越来越大 0 06 部分氯气与naoh溶液反应 少量氯气溶于水 课前体验 探究电解过程中有关实验现象 cucl2 cu2 2cl nacl na cl h2o h oh 根据溶液中离子的放电顺序 阳极cl oh 阴极cu2 h na 开始阶段 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 总反应为 cucl2电解cu cl2 当阴极上cu2 完全放电后 2h 2e h2 而阳极产生cl2 总反应为 2nacl 2h2o电解2naoh h2 cl2 第三阶段电解naoh溶液 实质电解水 使naoh溶液浓度增大 ph增大 当第二阶段结束时 阴极产生0 02molh2 可知原溶液中含nacl0 04mol 因为题中告知nacl和cucl2等物质的量 所以原溶液中含有cucl2的物质的量也为0 04mol 则共含 n cl 0 12mol 所以产生cl2为0 06mol 由于产生的cl2与naoh反应 少量cl2溶解等 实际逸出的气体明显偏少 解析 课前体验 4 电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法 右下图是电解污水实验装置示意图 接通直流电源后一段时间 在a电极附近有深色沉淀物沉积下来 在b电极附近有气泡产生 气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层 积累到一定厚度时刮去浮渣层 即起到了浮选净化的作用 试根据以上实验现象以及图示回答下列问题 阴极和阳极 铝 碳 吸附 na2so4 课前体验 fe 2e fe2 4oh 4e 2h2o o2 4fe2 o2 10h2o 4fe oh 3 8h 4 电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法 右下图是电解污水实验装置示意图 接通直流电源后一段时间 在a电极附近有深色沉淀物沉积下来 在b电极附近有气泡产生 气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层 积累到一定厚度时刮去浮渣层 即起到了浮选净化的作用 试根据以上实验现象以及图示回答下列问题 课前体验 考查电解原理在日常生活中的应用 基本原理 铁做阳极材料 石墨 铝 铜等做阴极材料 阳极 fe 2e fe2 阴极 2h 2e h2 或2h2o 2e h2 2oh 阳极产生的fe2 被o2氧化 水解 生成fe oh 3胶体可吸附污水中的悬浮物而沉降 为增强水的导电性 可以加入少量电解质如na2so4等不参与电极反应的物质 增大溶液中的离子浓度 解析 典例精析 例1 取一张用饱和的nacl溶液浸湿的ph试纸 两根铅笔芯作电极 接通直流电源 一段时间后 发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆 内圈为白色 外圈呈浅红色 则下列说法错误的是 a b电极是阴极b a电极与电源的正极相连c 电解过程中水是氧化剂d b电极附近溶液的ph变小 解析 考查电解原理的应用与元素及其化合物的性质 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆 内圈为白色 外圈呈浅红色 说明a极产生了cl2 所以a极与电源的正极相连 即a为阳极 电极反应式为 2cl 2e cl2 cl2 h2o hcl hclob为阴极 2h2o 2e h2 2oh 则水为氧化剂 b极附近的ph增大 d 典例精析 例1 取一张用饱和的nacl溶液浸湿的ph试纸 两根铅笔芯作电极 接通直流电源 一段时间后 发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆 内圈为白色 外圈呈浅红色 则下列说法错误的是 a b电极是阴极b a电极与电源的正极相连c 电解过程中水是氧化剂d b电极附近溶液的ph变小 d 评注 将食盐水的电解原理 电解产物与氧化还原关系相结合 考查化学科学素养 利用右图所示装置制取fe oh 2 通电后溶液中产生的白色沉淀能保持较长时间不变色 下列说法错误的是 a 烧碱溶液注入容器前 需预先煮沸b 甲电极上有氢气冒出c 只能用铁作甲电极和乙电极d 可用食盐水代替烧碱溶液 典例精析 解析 铁做阳极 阳极的铁因失去电子而溶解 阴极受保护 可以用石墨 铜等做电极材料 电解时阳极发生 fe 2e fe2 阴极发生 2h 2e h2 或2h2o 2e h2 2oh fe2 2oh fe oh 2 为防止fe oh 2被氧化 所以要预先将溶液中溶解的氧气除去 若用食盐水代替naoh溶液 由于阴极区h 不断放电 同时产生oh 可以观察到同样现象 c 变式1 解析 考查电解原理的有关定量计算 溶液中n cu2 2mol cu 2h 2e 当通过0 5mol电子时 产生0 5molh 和0 25molcu 当调换电极所接电源的正 负极时 阳极 cu 2e cu2 4oh 4e 2h2o o2 或2h2o 4e o2 4h 阴极 cu2 2e cu 根据电子守恒 n cu 2 n h 1 1mol 即 0 25mol 2 n h 1mol 则n h 0 5mol c h 0 5 0 5 mol 2l 0 5mol l 典例精析 例2 用惰性电极电极2l1mol l的硫酸铜溶液 在电路中通过0 5mol电子后 调换电极所接电源正负电极 电路中又通过1mol电子 此时溶液中c h 约为 假设通电后溶液体积不变 a 0 5mol lb 0 75mol lc 1 0mol ld 1 5mol l a 例2 用惰性电极电极2l1mol l的硫酸铜溶液 在电路中通过0 5mol电子后 调换电极所接电源正负电极 电路中又通过1mol电子 此时溶液中c h 约为 假设通电后溶液体积不变 a 0 5mol lb 0 75mol lc 1 0mol ld 1 5mol l 典例精析 a 评注 电子守恒原理是解决有关电化学计算的基本方法 甲 乙两同学 均用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液 通电一段时间后 甲 乙分别向所得的溶液中加入0 1molcuo和0 1molcu oh 2后 都恰好恢复到电解前的浓度和ph 则甲 乙在电解过程中转移的电子数之比为 a 1 1b 1 2c 1 3d 1 4 典例精析 变式2 解析 加入0 1molcu oh 2 相当于加入0 1molcuo和0 1molh2o 根据电子守恒 转移的电子数为 n cuo 2 n h2o 2 0 4mol 所以甲 乙电解过程中转移的电子数之比为1 2 b 方法指导 1 电解电极产物的判断方法 阳极 先看电极材料 再看阳离子 阳极放电顺序 金属电极 除pt au外 s2 i br cl oh 高价含氧酸根离子 f 阴极 只看溶液中阴离子 阴极放电次序一般为 ag hg2 fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 h 水 al3 mg2 na 浓度会影响放电的顺序 如电镀锌时 溶液中c zn2 c h 放电次序 zn2 h 方法指导 2 用惰性电极电解电解质溶液时溶液的ph变化及电解的类型有如下规律 方法指导 2 用惰性电极电解电解质溶液时溶液的ph变化及电解的类型有如下规律 方法指导 3 电解后溶液ph的变化规律 先看原溶液的酸碱性 再看电解产物 放h2生碱型 ph变大 放o2生酸型 ph变小 放出o2和h2 电解水型 a 若原溶液呈酸性则ph减小 b 若原溶液呈碱性ph增大 c 若原溶液呈中性ph不变 既无o2产生又无h2产生 电解电解质型 溶液的ph均向7靠近 方法指导 4 电解有关计算 根据电解方程式或电极反应式中转移的电子数目守恒列等式求解 1 根据串联电路中各电极得失电子数相等 即电路中通过的电量 电子总数 相等求解 2 根据电极反应式或电解方程式列比例式求解 常见的电极反应 阳极 2cl 2e cl2 4oh 4e 2h2o o2 阴极 ag e ag cu2 2e cu 2h 2e h2 根据电子守恒关系 4h o2 2cl2 2cu 4ag 2h2 4oh 4e 高考回放 a 逸出气体的体积 a电极的小于b电极的b 电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体c a电极附近呈红色 b电极附近呈蓝色d a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 1 2008 全国 右图为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液 下列实验现象正确的是 d 解析 通过实验现象的分析 考查有关电解基本知识的掌握 并结合电离平衡移动原理 判断阳极和阴极区溶液ph的变化 na2so4 2na so42 h2oh oh so42 和oh 移向b电极 na 和h 移向a电极 在b电极上 4oh 4e 2h2o o2 在a电极上 2h 2e h2 所以产生的气体体积a电极的大于b电极的 两种气体均为无色无味的气体 由于a电极上h 放电 所以a电极附近的c oh c h 滴加石蕊试液a电极附近溶液变蓝色 同理 b电极附近溶液变红色 高考回放 高考回放 2 2007 江苏 某同学按右图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 a 电解过