标准课-高三-化学-选修4-教学教案16第十六讲 电化学综合练习讲义

1、.第十六讲 电化学综合练习教学目标（1）学会对比区分原电池和电解池原理（2）掌握电化学的综合计算知识梳理知识点一、原电池原理的四个基本应用1.用于金属的防护：是被保护的金属制品作原电池的正 极而被保护。2.设计制作化学电源（1）首先将氧化还原反应分成两个半反应。（2）根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3.比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4.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。典型例题1将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A两烧杯

2、中铜片表面均无气泡产生 B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大 D产生气泡的速度甲比乙慢答案：C2有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向AB；当A、D组成原电池时，A为正极：B与E构成原电池时，电极反应式为：E22eE，B2eB2，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为( )AABEDBABDECDEABDDABE答案：D3.请运用原电池原理设计实验，验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式： 负极： Cu-2e-Cu2+ 正极： 2Fe3+2e-2Fe2+ 并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向“装置图”常见失分

3、点提示1不注明电极材料名称或元素符号。2不画出电解质溶液(或画出但不标注)。3误把盐桥画成导线。4不能连成闭合回路。知识点二、电解规律总结（据电解质溶液分类，用惰性电极电解）1电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e-=2H2H2O2H2OO22H2增大减小加H2O强碱(如NaOH)增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)不变加H2O2电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：2Cl2e=Cl2阴

4、极：2H2e=H2酸2HClH2Cl2减小增大通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=Cu盐CuCl2CuCl2加CuCl2固体3.放H2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2水和盐2Cl2H2O Cl2H22OH生成新电解质增大通入HCl气体4.放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：2Cu24e=2

5、Cu水和盐2Cu2+2H2O2CuO24H生成新电解质减小加CuO或CuCO3典型例题1关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )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答案：B2用惰性电极电解下列电解质溶液，pH不发生变化的是( D )ANa2SBCuSO4CNaClDNa2SO43.（12朝阳一模）10. 关于右图装置说法正确的是（ ）A装置中电子移动的途径是：负极®Fe ®M溶液®石墨®正极

6、B若 M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀答案：B10从H、Cu2、Na、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，使电解质质量减小，水量不变进行电解，应采用的电解质是_；(2).以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质_；(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_。10(1)CuCl2、HCl (2)Na2SO4、H2SO4 (3)CuSO4、NaCl知识点三、原电池、电解池、电镀

7、池的判定1.确定哪个是原电池哪个是电解池。2.明确判断原电池和电解池的方法。判断属原电池方法：找自发的氧化还原反应明确各电极及其反应：原电池连接的则为电解池，正接阳，负接阴。3.熟练掌握原电池和电解池的工作原理，能准确分析两极反应及现象。（侧栏）学生易错点：不能准确判断哪个是原电池哪个是电解池？典型例题1.（海淀二模）7下列装置中能将电能转化为化学能的是（ ）ABCD答案：D2.下列叙述正确的是( )AK与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大BK与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：2H+2e=H2CK与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大DK与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反

8、应：4OH- 4e-=2H2O+O2答案：A3. 如图装置进行实验，关于此装置，下列的叙述正确的是（ ）AA池是原电池 BB池是电解池CZn极是阴极 DA池溶液变红答案：D4.（2014广东B卷）某同学组装了图所示的电化学装置，电极Al，其它均为Cu，则下列说法正确的是（ A ）A.电流方向：电极电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应：Cu2+2e- = Cu 知识点四、电化学计量1计算类型原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。2应对电化学定量计算的三种方法

9、(1)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(2)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole为桥梁可构建如下关系式：阳极产物阴极产物(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。（提示在电化学计算中，还常利用QI·t和Qn(e)×NA×1

10、.60×1019C来计算电路中通过的电量。）典型例题1.（2013·大纲理综）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是（ ）A. 阳极反应为Fe-2e=Fe2B. 电解过程中溶液pH不会变化C. 过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D. 电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O72被还原答案：B2如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()AX极是电源的负极，Y极是电源的

11、正极BCu电极上增重6.4 g时，b极产生4.48 L(标准状况)气体C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大Da极的电极反应式为2Cl2e=Cl2答案D3.（13朝阳二模12）铅蓄电池是最常见的二次电池，其构造示意图如下。发生反应的化学方程式为：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+ 2H2O(l)下列说法不正确的是（ ）A放电时，正极反应为：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) +2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)B充电时，应将外接直流电源的正极与铅蓄电池的接线柱A相接C实验室用铅蓄电池做电源精炼粗铜时，应将粗铜与

12、接线柱B相连接D铅蓄电池做电源电解Na2SO4溶液时，当有2 mol O2产生时，消耗8 mol H2SO4答案：B4.（2015西城二模）10电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是（ ） AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动 C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:5D负极的电极反应式为：2NH36e6OH=N26H2O答案：C5. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1 mol·L1的NaCl溶液与0.1 mol·L1的AgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为(

13、)A2241 B2341 C1422 D1111答案A巩固练习1. 若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是Cu2H=Cu2H2，关于此池的有关说法正确的是（ ）A该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极B该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该池可能是原电池，也可能是电解池D该池只能是电解池，电解质溶液可以是硫酸铜答案A2用如图所示装置进行实验，下列叙述不正确的是 （ ）AK与N连接时，铁被腐蚀BK与N连接时，石墨电极产生气泡CK与M连接时，一段时间后溶液的pH增大DK与M连接时，石墨电极反应：4OH-4e=2H2O+O2答案：D3. 如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液

14、的U型管中。下列正确的是（ B ） A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H+2e- = H2 B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高 C.K1闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极保护法 D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体4下图中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极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( A )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CuCl25.（12朝阳二模11）空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术

15、与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是( D )A. 当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12L O2（标准状况下）B. b极上发生的电极反应是：4H2O + 4e- = 2H2+ 4OH-C. d极上发生的电极反应是：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O D. c极上进行还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入A6用石墨作电极电解1 mol·L1的 CuSO4溶液，当c(Cu2)为0.5 mol·L1时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态() ACuSO4 BCuO CCu(OH)2 DCu

16、SO4·5H2O答案B7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H2SO4中，铜片表面出现气泡B用锌片作阳极，铁片作阴极，电解ZnCl2溶液，铁片表面出现一层锌C把铜片插入FeCl3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CuCl2溶液，气泡放出速率加快答案：C8将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表所示：金属电子流动方向电压/VFeFeCu+0.78ZnZnCu+1.10ACuA0.15BBCu+0.3根据以上实验记录，完成以下填空：(1)构成

17、两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越_(填“大”、“小”)。(2)Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是_。(3)Cu与A组成的原电池，_为负极，此电极反应式为_。(4)A、B形成合金，露置在潮湿空气中，_先被腐蚀。答案：(1)大 (2)ZnBA (3)Cu；Cu2eCu2 (4)B拓展提升1.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是（ ）A正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3B正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3C正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3D正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3

18、答案C2.（2013东城二模）11下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是（ ）A该装置将化学能转化为电能B催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强C催化剂a表面的反应是：SO22H2O2e- SO42-4H+D若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的 H2O的质量比为8: 15答案：B3.（2015丰台一模）11NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是（ ）AO2在石墨附近发生氧化反应B该电池放电时NO3向石墨电极迁移C石墨附近发生的反应：3NO

19、2 +2e NO+ 2NO3D相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为41答案：D4用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是()A铜棒为正极，其电极反应式为2H2e=H2B烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出C反应中消耗锌的质量为13 gD导线中通过的电子的物质的量为0.2 mol答案C5实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO2e=PbSO4正极：PbO24HSO2e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()A0.025 mol B0.050 mol C0.10 mol D0.20 mol答案C6两个惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。