选修4电化学教学设计陶炳春

1 第四章第四章 电化学基础复习电化学基础复习 江 苏 省 启 东 中 学 陶炳春 学习目标学习目标 知识与技能 1 巩固理解原电池的反应原理 化学电源及其应用 巩固了解金属腐蚀及防腐蚀方 法 2 巩固了解电解池与原电池的异同 理解电解原理 氯碱工业 电镀 铜电解精炼 原理 3 巩固掌握常见离子放电顺序 熟练书写电极反应式 总反应式并能进行相关计算 过程与方法 通过知识归纳总结的学与教 让学生学会对所学知识进行归纳总结 引起学生对学 习方法的重视 情感态度与价值观 通过本次课的学习 让学生找到学习的感觉 重视轻松学习的方法 感受学习的快 乐 先学后教先学后教 知识点一 原电池的构成条件 原电池一般用 的物质做负极 或在负极发生反应 用 的物质做正极 或在正极发生反应 外电路中电子从 流向 两电极浸在电解质溶液中并通过正负离子的定向移动形成 例例 1 镍镉 Ni Cd 可充电电池在现代生活中有广泛应用 它的充 放电反应按 下式进行 2Ni OH 2 Cd OH 2Cd 2NiO OH 2H2O 由此可知 该电池放电时的负极材料是 A Cd OH 2 B Ni OH 2 C Cd D NiO OH 知识点二 原电池原理与化学电源 1 原电池设计 首先找出 和 其次是选取 和 将之设计成两个半电池 其间通过 相连 2 化学电源 利用原电池原理可以制造出各种实用电池 即化学电源 化学电源包括一次电池 又叫 二次电池 又叫 或 和 等几 大类 例例 2 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 2mol 电子 锌的质量理论上减小 6 5g 知识点三 金属腐蚀与防护 1 金属的腐蚀 包括 和 其中以 为主 钢铁在 潮湿的空气里发生的腐蚀是 腐蚀的典型例子 钢铁在酸性条件下的腐蚀称为 2 负极反应为 正极反应为 钢铁在酸性 条件下的腐蚀称为 负极反应为 正极反应 为 铜等活动性较差的金属在酸性条件下发生电化学腐蚀时 负极反应为 正极反应为 这样的腐蚀虽然是在酸性条 件下进行的仍称为 2 金属的防护 电化学防护法 电化学原理具体方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 其他防护方法 除了电化学防腐蚀外 金属防腐蚀的方法还有很多 例如 等 知识点四 电解池与原电池的比较 从以下几个方面比较 能量转换 装置构成 电极名称 电极反应 知识点五 电极上的放电顺序 阳极的放电先后顺序一般是 阴极的放电先后顺序一般是 例例 3 pH a 的某电解质溶液中 插入两支惰性电极通直流电一段时间后 溶液的 pH a 则该电解质可能是 A NaOH B H2SO4 C AgNO3 D Na2SO4 用惰性电极实现电解 下列说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液 pH 不变 B 电解稀氢氧化钠溶液 要消耗 OH 故溶液 pH 减小 C 电解硫酸钠溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1 2 D 电解氯化铜溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1 1 知识点六 电解原理的应用 1 氯碱工业 即 的工业 其反应原理是 阳极 阴极 总反应 2 电镀 是特殊的电解 电镀时 用 做阳极 做阴极 用含 的电解质溶液 理论上讲 电镀时 电解质溶液的 是不 变的 3 铜的电解精炼 粗铜中通常含有 Zn Fe Ni Ag Au 等杂质 电极名称 电极材料 电极反应 电解质溶液 溶液浓度 阳极 阴极 位于金属活动顺序铜之后的 Ag Au 等金属 因为 难以 在阳极失去电子变成离子溶解下来 当阳极上的 Cu 失去电子变成离子溶解后 它们以金 属单质的形式沉积在电解槽底 形成 以学定教以学定教 1 利用反应 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 设计一个原电池装置 3 在左边方框中画出简易装置图 标明电极材料和电解质溶液 简易装置图 带盐桥的装置图 上述简易装置的效率不高 电流在短时间内就会衰减 为解决以上问题 常将原 电池设计成带盐桥的装置 请在右边方框中画出该原电池装置 标明电极材料和电解质 溶液 在下面横线上写出电极反应式 负极 正极 2 X Y Z W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素 已知 X 可分别与 Y W 形成 X2Y X2Y2 XW 等共价化合物 Z 可分别与 Y W 形成 Z2Y Z2Y2 ZW 等离子化合物 请回答 Z2Y 的化学式是 Z2Y2与 X2Y 反应的化学方程式是 如图所示装置 两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的 ZW 饱和溶液 C C 为多孔石墨电极 接通 S1后 C 附近溶液变红 两玻璃管中有气体生成 一段时间 后 两玻璃管中液面未脱离电极 断开 S1 接通 S2 电 流表的指针发生偏转 此时 C 的电极名称是 填写正极或负极 C 的电极反应式是 铜屑放入稀硫酸不发生反应 若在稀硫酸中加入 X2Y2 铜屑可逐渐溶解 该反应 的离子方程式是 当堂训练当堂训练 1 型 Li I2电池可以用作心脏起搏器的能源 寿命可超过 10 年 其电池反应可简化为 2Li I2 2LiI 该电池的负极反应式是 A I2 2e 2I B 2I 2e I2 C Li e Li D Li e Li 2 2005 广东高考 一种新型燃料电池 一极通入空气 另一极通入丁烷气体 电解质 是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆 ZrO2 晶体 在熔融状态下能传导 O2 下列对该燃 料电池说法正确的是 A 在熔融电解质中 O2 由负极移向正极 B 电池总反应是 2C4H10 13O2 8CO2 10H2O C 通入空气的一极是正极 电极反应为 O2 4e 2O2 D 通入丁烷的一极是正极 电极反应为 C4H10 26e 13O2 4CO2 5H2O 3 2006 四川理综 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 4 2005 全国理综 关于电解 NaCl 水溶液 下列叙述正确的是 直流电源 A S2 O 2 S1 O 2 C C ZW 饱 C O2 4 A 电解时在阳极得到氯气 在阴极得到金属钠 B 若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液 溶液呈棕色 C 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液 溶液呈无色 D 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液呈中性 5 工业上用 MnO2和 KOH 为原料制取 KMnO4 主要生产过程分两步进行 第一步 将 MnO2 KOH 粉碎混合均匀 在空气中加热熔化并不断搅拌 制取 K2MnO4 第二步 将 K2MnO4的浓溶液进行电解 制取 KMnO4 制取 K2MnO4的化学方程式是 电解 K2MnO4溶液时 两极发生的电极反应分别是 阳极 阴极 电解的总方程式 当堂反馈当堂反馈 1 用石墨作电极 电解1mol L 1下列物质的溶液 溶液的pH保持不变的是 A HCl B NaOH C Na2SO4 D NaCl 2 2005 天津理综 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 Ni B 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 3 2000 全国 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 电解氯化锌溶液 铁片表面出现一层锌 C 把铜片插入三氯化铁溶液中 在铜片表面出现一层铁 D 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴氯化铜溶液 气泡放出速率加快 4 一种新型燃料电池 它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中 然后分别向两极通入乙 烷和氧气 其总反应为 2C2H6 7O2 8KOH 4K2CO3 10H2O 有关此电池推断正确的 是 A 负极反应为 14H2O 7O2 28e 28OH B 放电一段时间后 负极周围 pH 升高 C 每消耗 1 molC2H6 则电路上转移的电子数为 14NA D 放电过程中 KOH 的物质的量浓度不变 5 下列关于铜电极的叙述正确的是 A 铜锌原电池中铜是正极 B 用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极 C 在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D 电解稀硫酸制 H2 O2时铜作阳 极 6 食盐中加有 KIO3 KIO3在工业上以石墨和铁为电极 用电解 KI 溶液方法制取 以下 有关说法不正确的是 A 电解时 石墨作阴极 铁作阳极B 阴极的电极反应式为 2H 2e H2 C 电解过程中阳极周围溶液的 pH 变大 D 电解中 理论上每生成 1molKIO3则电路中流过 6mole 7 工业上制备过氧化氢的主要步骤是 用铂做阳极 石墨做阴极电解硫酸和硫酸铵的 混合溶液得到过二硫酸铵 NH4 2S2O8 和氢气 总反应为 NH4 2SO4 H2SO4 NH4 2S2O8 H2 加硫酸钾 使过二硫酸钾 K2S2O8 从溶液中沉淀出来 加硫酸 5 使过二硫酸钾在酸性条件下水解得到过氧化氢 再进行减压蒸馏分离出过氧化氢 在整 个过程中 硫酸铵 硫酸钾及硫酸可以循环使用 第 步电解时阳极反应为 阴极反应为 第 步化学方程式为 第 步化学方程式为 8 以石墨为电极 电解 1L 硫酸铜和氯化钠的混合溶液 其中硫酸铜与氯化钠的物质的 量之和为 0 2mol 硫酸铜的物质的量占总物质的量的比值为 x 若 x 0 5 当 Cu2 在阴极恰好全部析出时 产生的气体是什么 其物质的量是多少 所得溶液的 pH 是多少 电解一段时间后 阴 阳两极产生气体物质的量恰好相等 均为 0 16 mol 求此时 x 的 值 自学指导自学指导 下一课是本章检测 重要的是处理好知识与能力的关系 即 记 与 用 的关系 1 继续回忆并记住各知识点 应用或运用知识的前提是记住各知识 2 解决问题是能力的体现 要重视审题捕捉信息与加工信息的研究 附答案 知识点一 还原性较强 氧化性较强 负极 正极 内电路 例 1 C 知识点二 1 氧化半反应 还原半反应 电极材料 电解质溶液 2 干电池 蓄电池 燃料电池 例 2 C 知识点三 1 化学腐蚀 电化学腐蚀 电化学腐蚀 电化学 析氢腐蚀 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 吸氧腐蚀 Fe 2e Fe2 O2 2H2O 4e 4OH Cu 2e Cu2 O2 4H 4e 2H2O 吸氧腐蚀 2 原电池原理 将被保护金属作原电池正极 电解原理 将被保护金属 作电解池阴极 制成合金 喷油漆 涂油脂 电镀 喷镀 表面钝化 知识点四 化学能转变成电能 电能转变成化学能 合适的电极 合适的电解质溶液 或熔融的电解质 形成回路 电极 电解质溶液 或熔融的电解质 外接电源 形成回 路 负极 正极 阳极 阴极 氧化 还原 氧化 还原 知识点五 活性阳极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 Ag Fe3 Cu2 H 活泼金属阳离子 例 3 A D 知识点六 1 电解饱和食盐水 制取烧碱和氯气 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 或 2H2O 2e H2 2OH 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 2 镀层金属 待镀金属 镀件 含镀层金属阳离子 成分 3 粗铜板 纯铜板 Cu 2e Cu2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu2 2e Cu CuSO4溶液 加入一定量的硫酸 6 基本保持不变 或略有下降 给出电子能力比铜弱 阳极泥 以学定教 1 Cu 2e Cu2 2Fe3 2e 2Fe2 2 Na2O 2Na2O2 H2O 4NaOH O2 负极 Cl2 2e 2Cl Cu H2O2 2H Cu2 2H2O 当堂训练 1 C 2 B C 3 A 4 B 5 2MnO2 4KOH O2 2K2MnO4 2H2O MnO42 e MnO4 2H2O 2e H2 2OH 2MnO42 2H2O2MnO4 H2 2OH 当堂反馈 1 C 2 D 3 C 4 C 5 AC 4 AC