高二化学选修4 电能转化为化学能（学案）

高二化学选修4 电能转化为化学能（学案）一、课标解读1、理解电解原理2、了解氯碱工业反应原理及氯碱工业简介3、了解铜的电解精炼与镀铜二、知识再现1、电解池构成条件： 2、电极名称及确定： 阳极： 阴极： 3、电极反应式： 阳极：（1）惰性电极 （2）活性金属电极 阴极： 4、电解各类电解质溶液（惰性电极）的情况是归纳见下表：电解类型实例阴极阳极电解反应式溶液pH恢复电解水H2SO4加H2ONaOHNaNO3电解自身HBr通入HBr气体CuCl2加入CuCl2固体生碱析氢NaCl通入HCl气体生酸放氧CuSO4加入CuO固体或CuCO3固体5、电镀： 三、典题解悟例1、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用LiCO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阴极燃气，空气与CO2的混合气为阳极燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阴极反应式：2CO+2CO32- 4CO2+4e-阳极反应式 ；总反应 分析：根据教材提到的“牺牲阳极的阴极保护法”知，阳极也即是负极，阴极也即是正极，将原电池的材料拆分，阴极为：2CO+2CO32-4e-=4CO2；阳极为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，电池反应为2CO+O2=2CO2，氧化剂含适量CO的O2就是为了平衡，保持电解质溶液组成，浓度恒定。答案：O2+2CO2+4e-=2CO32-，2CO+O2=2CO2四、夯实双基1、在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2e Cu或Ag+e Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出Ag的质量为（ ） A、1.62gB、6.48gC、3.24gD、12.96g2、用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标况），从而可知M的相对原子质量为（ ） A、B、C、D、放电充电3、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ） A、电池放电时，是池负极周围溶液的pH不断增大B、电池放电时，镍元素被氧化C、电池充电时，氢元素被还原D、电池放电时，H2是负极4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下，通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ） A、1:2:3B、3:2:1C、6:3:1D、6:3:25、附图中X，Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是附表中的（ ）附表 可供选择的极板、电极和溶液组组合a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl26、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粗铜做阴极C、在镀件上电镀铜时，可用金属铜做阳极D、电解稀硫酸制H2，O2时铜做阳极放电充电7、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生的反应的物质是（ ） A、AgB、Zn(OH)2C、Ag2OD、Zn8、某电解池内盛有Cu(NO3)2溶液，插入两根电解，接通直流电源后，欲达到如下要求：（1）阳极质量不变；（2）阴极质量增加；（3）电解液pH减小，则应选用的电极是（ ） A、阴极两极都用石墨B、铜作阳极铁作阴极C、铁作阳极铜作阴极D、铂作阳极铜作阴极9、用石墨作电极，电解1molL-1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是（ ） A、HClB、NaOHC、Na2SO4D、NaCl10、我国工业上大多采用立式隔膜电解槽来电解食盐水制烧碱和Cl2。电解槽中用 作阳极，用 作阴极。设置石棉网的作用的是 电解食盐水的总的离子方程式为 。11、从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是 。（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是 。（3）以大棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水质量都减少，进行电解，则电解质为 。11、甲烷燃料电池是一种新型化学电源，该电池以铂丝为电极，KOH为电解质溶液，然后向两极分别通入甲烷和氧，该电池的电极反应为：X极：CH4+10OH-8e- CO32-+7H2O。Y极：2O2+4H2O+8e-8OH关于此燃料电池的下列说法不正确的是（ ） A、通入CH4的X极为电池的负极B、电池工作过程中溶液的pH下降C、电池的总化学反应为：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2OD、标准状况下每消耗5.6L CH4时，必消耗11.2L O2，并可提供3.85105C的电量12、某电解池中盛有CuCl2溶液，插入电极进行电解，若达到下列要示：一电极质量减轻，另一电极质量增加；电解质的组成不变。则应选用的电极是（ ） A、阳极铜、阴极铜B、阳极石墨、阴极铜C、阳极铁、阴极铜D、阳极铜、阴极铁13、从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解。（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，采用的电解质是 。（2）以碳棒为电极，使水量减少，电解质质量不变进行电解，采用的电解质是 。（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 。14、图装置中，（1）当A键断开，B、C闭合时，甲为 池，乙为 池；（2）当A、C两键断开时，乙中铁极增重1.6g，则被氧化的铁有 g；（3）将乙中两极都换成石墨，硫酸铜溶液换H2SO4后断开B、C两键，闭合A键，则甲为 池，乙为 池，当甲中锌极减轻6.5g时，乙中共放出气体 mL（标况）。15、用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是（ ） A、CuCl2B、AgNO3C、BaCl2D、H2SO416、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g（设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化）。此时，溶液中H+浓度约为（ ） A、410-3molL-1B、210-3molL-1C、110-3molL-1D、110-7molL-117、1Lna2SO4和CuSO4的混合液中，c(SO42-)=2molL-1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中c(Na+)为（ ） A、0.5molL-1B、1 molL-1C、1.5 molL-1D、2 molL-118、右图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ） A、a电极是负极B、b电极的电极反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置19、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。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、负电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g20、下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是（ ）五、能力提高1、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ） A、电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B、电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C、电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D、电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:12、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质量是（ ） A、1:2:3B、3:2:1C、6:3:1D、6:3:2 3、甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池阴极质量增加2.16g，乙池电极析出0.64g金属，则乙池中溶质可能是（ ）（相对原子质量：Cu64 Mg24 Al27 Na23） A、CuSO4B、MgSO4C、Al(NO3)2D、Na2SO44、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为-1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1，则下列表述正确的是（ ） A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1B、在两个阳极上得到的产物的物质量不相等C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)25、铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，下列结论正确的是（ ） A、Pb为正极被氧化B、SO42-只向PbO2极移动C、电池液密度不断减小D、溶液的pH值不断减小6、如图：通电5min后，电池5质量增加2.16g，试回答：（1）电源：a 极 C池 池A池电极反应： C池电极反应： （2）若B槽中共收集到224mL气体（标况），且溶液体积为200mL（设电解过程中溶液体积不变），则通电前溶液中的Cu2+物质的量浓度为 。（3）若A池溶液体积为200mL，且电解过程中溶液体积不变，则电解后，溶液pH为 。7、用Pt作电极，电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mL 0.3molL-1的NaCl溶液和300mL 0.2molL-1的AgNO3溶液，当产生0.56L（标况）Cl2时，停止电解，取出电极，将两杯溶液混合，混合液的pH为（混合后溶液体积为500mL）。（ ） A、1.4B、5.6C、7D、12.68、将500mL pH=5的CuSO4溶液用惰性电极电解一段时间，溶液的pH变为2，若使溶液的浓度、pH与电解前相同，可采取的方法是（） A、向溶液中加入0.245g Cu(OH)2B、向溶液中加入0.31g CuCO3放电充电C、向溶液中加入0.0025mol H2SO4D、向溶液中加入0.2g CuO9、镍镉（NiCd）可充电电池可以发生如下反应Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是（ ）冷 A、CdB、NiO(OH)C、Cd(OH)2D、Ni(OH)210、根据下列事实：（1）X+Y2+=X2+Y；（2）Z+2H2O Z(OH)2+H2 （3）Z2+氧化性比X2+弱；（4）由Y、W电极组成的原电池，电极反应为：W2+2e=W，Y-2e=Y2+，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是（ ） A、XZYWB、ZWXYC、ZXYWD、ZYXW六、高考聚焦1、用惰电极电解AgNO3溶液500mL；当电解液的pH值从6.0变为3.0(设电解时无氢气逸出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量为（ ） A、27mgB、54mgC、108mgD、216mg2、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氧化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ） A、a为正极，b为负极；NaClO和NaClB、a为负极，b为正极；NaClO和NaClC、a为阳极，b阴极，HClO和NaClD、a为阴极，b为阳极，HClO和NaCl3、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化学价为+1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1，则下列表述正确的是（ ） A、在两个阴极上得到的银和汞的物质量之比n(Ag):n(Hg)=2:1B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2参考答案四、夯实双基1、B 2、C 3、CD 4、D 5、A 6、AC 7、D 8、AD 9、C电解10、石墨；铁网；防止H2和O2混合又避免O2和NaOH作