高中化学化学反应与电能课件新人教版选择性必修2

第四章化学反响与电能第一节原电池课时1原电池的工作原理教材必备知识精练知识点1原电池装置及工作原理答案Fe的活泼性强于石墨的活泼性,Fe电极为负极,石墨电极为正极,A项正确;Fe电极为负极,Fe失电子发生氧化反响,质量减小,B项错误;原电池工作时,化学能转化为电能,C项错误;该原电池工作时,电子由Fe电极经导线流向石墨电极,D项错误。知识点1原电池装置及工作原理

答案

知识点1原电池装置及工作原理知识点1原电池装置及工作原理答案甲中未构成闭合回路,不属于原电池装置,所以无正、负极,且不能实现化学能到电能的转化,A、C项错误;甲中锌棒直接与H2SO4溶液接触而发生反响,乙中构成了原电池,得失电子的速率加快,因此乙中生成气泡的速率更快,B项错误。知识点2原电池的设计

答案根据题述原电池的总反响可知,Cu的化合价升高,Cu作负极,电解质溶液应含有Fe3+,另一个电极应为比Cu不活泼的金属或导电非金属(如石墨),那么A项正确。

ABCD电极材料Cu、CCu、AgCu、ZnFe、Zn电解质溶液Fe(NO3)3(aq)FeSO4(aq)FeCl3(aq)CuSO4(aq)知识点2原电池的设计

知识点2原电池的设计答案

知识点3原电池原理的应用

答案由①知,复原性:M>N;由②知,M为原电池的正极,故复原性:P>M;由③知,N为原电池的负极,故复原性:N>E。综上所述,复原性:P>M>N>E。知识点3原电池原理的应用

答案

知识点3原电池原理的应用答案

学科关键能力构建1.以下关于图中所示原电池的说法正确的选项是()A.当a为Cu,b为含有碳杂质的Al,c为稀硫酸时,b极上不能观察到气体产生B.当a为石墨,b为Fe,c为稀硫酸时,外电路中有电流C.当a为Mg,b为Al,c为NaOH溶液时,根据现象可推知Al的活泼性强于Mg的活泼性D.当a为石墨,b为Cu,c为FeCl3溶液时,外电路中没有电流答案因b为含有碳杂质的Al,C、Al、稀硫酸可以构成原电池,溶液中的H+在b极上得到电子而产生H2,所以在b极上可观察到有气体产生,A项错误;Fe能与稀硫酸发生氧化复原反响,故石墨、Fe、稀硫酸能形成原电池,外电路中有电流,B项正确;Al可与NaOH溶液反响,Al作原电池的负极,但实际上Mg的活泼性强于Al的活泼性,C项错误;Cu能与FeCl3溶液发生氧化复原反响,故石墨、Cu、FeCl3溶液能形成原电池而产生电流,D项错误。

答案

答案

答案

答案

答案

答案

第一节原电池课时2化学电源教材必备知识精练知识点1一次电池

答案

知识点1一次电池

答案

知识点2二次电池

答案

知识点2二次电池

知识点2二次电池答案

技巧点拨电化学的学习中有两个"正靠正,负靠负",一个为原电池电解质内部离子的移动,另一个为二次电池充电时,标有"+"的电极接电源的正极,标有"-"的电极接电源的负极。知识点3燃料电池

答案

知识点3燃料电池

答案

学科关键能力构建

答案

答案

答案

答案

答案

答案

易错疑难集训〔一〕教材易混易错集训易错点

误判电子、离子的移动方向1.如下图装置,电流计G指针发生偏转,同时A电极逐渐变粗,B电极逐渐变细,C为电解质溶液,那么以下表述中正确的选项是()是Zn,B是Cu,C为稀H2SO4,电流方向为B→G→A是Cu,B是Zn,C为CuSO4溶液,电子流向为A→G→B是Fe,B是Ag,C为AgNO3溶液,电子流向为B→G→A是Ag,B是Fe,C为AgNO3溶液,电流方向为A→G→B答案根据电极现象可以判断,A电极为正极,B电极为负极,电解质溶液应为比B电极材料不活泼的金属的盐溶液,这样才能使相对不活泼的金属的离子在正极上得到电子,生成的金属单质附着在A电极上使A电极变粗。电流方向为A→G→B,电子流向为B→G→A,D项正确。易错点

误判电子、离子的移动方向

易错点

误判电子、离子的移动方向答案

常考疑难问题突破疑难点

新情境电池工作原理分析

答案

疑难点

新情境电池工作原理分析

答案

第二节电解池课时1电解原理教材必备知识精练知识点1电解池的构成及其工作原理1.以下说法错误的选项是()A.将电能转化为化学能的装置叫电解池B.电解时,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动C.电解池中阴极发生复原反响,阳极发生氧化反响D.电解时,电子从电解池的阴极流出,沿导线流回电源的负极答案

电解池中,电子从电源的负极流出,转移到电解池的阴极上,溶液中的阳离子在此处得到电子,阴离子在阳极上失去电子,电子沿导线流向电源的正极。知识点1电解池的构成及其工作原理2.如下图装置中,属于电解池的是()

答案

A属于原电池,C属于电解池,B、D均不符合构成原电池和电解池的条件。知识点1电解池的构成及其工作原理3.如图是电解CuCl2溶液的装置示意图,其中c、d为石墨电极。那么以下有关判断正确的选项是()为负极,b为正极为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变答案

知识点1电解池的构成及其工作原理4.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反响制得白色纯洁的Fe(OH)2沉淀。假设用如下图实验装置那么可制得纯洁的Fe(OH)2沉淀,两极材料分别为石墨和铁。(1)a电极材料为,该电极的电极反响式为。

(2)假设白色沉淀在电极周围生成,那么电解液d是(填序号,下同);假设白色沉淀在两极之间的溶液中生成,那么电解液d是。

A.纯水 溶液溶液 2溶液(3)液体c为苯,其作用是 。

(4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀,可以采取的措施是(填序号)。

A.改用稀硫酸作电解液B.适当增大电源电压C.适当降低电解液温度知识点1电解池的构成及其工作原理答案

知识点2电解池的电解规律5.[2022河南新乡高二期末考试]用惰性电极电解以下各组中的三种溶液,在电解过程中,溶液的pH变化依次为减小、不变、增大的是()溶液、HNO3溶液、K2SO4溶液 3溶液、NaCl溶液、Cu(NO3)2溶液2溶液、KOH溶液、NaNO3溶液 4溶液、Na2SO4溶液、KCl溶液答案

A项,电解HCl溶液生成氯气和氢气,电解HNO3溶液生成氢气和氧气,电解K2SO4溶液生成氢气和氧气,电解过程中三种溶液的pH变化依次为增大、减小、不变,A项不符合题意;B项,电解AgNO3溶液生成硝酸、银和氧气,电解NaCl溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠,电解Cu(NO3)2溶液生成铜、硝酸和氧气,电解过程中三种溶液的pH变化依次为减小、增大、减小,B项不符合题意;C项,电解CaCl2溶液生成氢氧化钙、氯气和氢气,电解KOH溶液生成氢气和氧气,电解NaNO3溶液生成氢气和氧气,电解过程中三种溶液的pH变化依次为增大、增大、不变,C项不符合题意;D项,电解CuSO4溶液生成铜、氧气和H2SO4,电解Na2SO4溶液生成氢气和氧气,电解KCl溶液生成氢气、氯气和氢氧化钾,电解过程中三种溶液的pH变化依次为减小、不变、增大,D项符合题意。知识点2电解池的电解规律6.某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。以下表达错误的选项是()A.阴极只产生H2B.阳极先产生Cl2,后产生O2C.电解最后阶段为电解水D.溶液pH不断增大,最后为7答案

知识点2电解池的电解规律7.如图甲所示的电解池中,Pt电极位于所含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05mol·L-1的电解液中,图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。以下说法错误的选项是()A.过程Ⅰ,在阴极上析出金属银B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,溶液的pH均降低C.过程Ⅱ,阳极上有氧气放出D.过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍答案

知识点3电解质溶液的恢复8.用石墨作电极电解0.1mol·L-1的CuSO4溶液,当有0.4mol电子通过电路时,发现阴极增重6.4g,那么要使电解后的溶液恢复到电解前状态,那么可向电解后的溶液中参加()A.0.1molCu(OH)2B.0.1molCuOC.0.2molCuOD.0.1molCuO和0.2molH2O答案

知识点3电解质溶液的恢复9.如下图为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置,其中A、B为石墨电极,a、b为电源的两极,当接通电源,通电一段时间后,将B电极取出,洗干净并枯燥后称量,其质量增加了3.2g,那么:(1)a极为电源的极。

(2)写出电极反响式:A极,B极。

(3)假设要使反响后的溶液恢复到原来状态,那么应该参加,参加g。

答案

学科关键能力构建

答案

2.[2022福建福州高二期末联考]如图甲为某电解池的装置示意图,图乙中横轴表示甲中转移电子的物质的量。以下表达正确的选项是()A.电解过程中,Cu2+的浓度保持不变B.纵轴可以表示反响生成Cu的物质的量C.电解过程中,石墨电极附近溶液的pH逐渐增大D.假设电解过程中共转移4mol电子,那么需向烧杯中参加80gCuO才能使电解液恢复到原状态答案

答案

答案

4.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得溶液中参加19.6gCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。那么以下说法正确的选项是()A.电解过程中阴极没有气体生成B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.6molC.原CuSO4溶液的浓度为0.1mol·L-1D.电解过程中阴、阳极共收集到气体的体积为8.96L(标准状况下)答案

答案

答案

答案

6.金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片参加稀硫酸和硫酸铁溶液组成的100mL混合溶液中,铜片完全溶解。(1)写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式:。

(2)假设在如图1所示的装置中发生了(1)中的反响,那么X电极是(填"正极"或"负极"),电极反响式是。

(3)铜片完全溶解时,所得溶液中Fe3+、Cu2+、H+的浓度均为0.2mol·L-1(假设溶液体积不变),现用电解方法使Cu2+在铜片上转化为Cu,装置如图2所示。①电解开始阶段,阳极的电极反响式为,阴极的电极反响式为。

②判断溶液中的Cu2+已完全沉淀的现象是。当Cu2+恰好完全沉淀时,转移电子的物质的量为。

答案

第二节电解池课时2电解原理的应用教材必备知识精练知识点1氯碱工业

知识点1氯碱工业答案

知识点2电解精炼铜2.以硫酸铜溶液作电解质溶液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。以下说法正确的选项是()A.粗铜与直流电源负极相连B.粗铜电解精炼过程中,硫酸铜溶液的浓度不变C.电路中每通过3.01×1023个电子,得到的精铜质量为16gD.杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽底形成"阳极泥"答案

知识点2电解精炼铜

答案

知识点3电镀4.某化学兴趣小组利用如下图装置在铁棒外表镀上一层铜,以下有关判断正确的选项是()为阳极、b为阴极为铁棒、d为铜棒C.电子流向:b→d→c→aD.溶液中Cu2+向d极移动答案电镀时镀层金属为阳极,待镀金属为阴极,含有镀层金属离子的溶液为电解质溶液,根据电流方向可知a为正极,c为阳极即铜棒,b为负极,d为阴极即铁棒,电子不能通过电解质溶液;电镀池中,阳离子向阴极移动,所以溶液中Cu2+向d极移动。综上所述,D项正确。知识点3电镀

知识点3电镀答案

知识点4电冶金

答案

知识点4电冶金

知识点4电冶金答案

知识点5电解原理的综合应用

答案

知识点5电解原理的综合应用9.[2022湖南永州高三模拟考试]利用如下图的电解池可以除去废水中的尿素[CO(NH2)2]。以下说法错误的选项是()为直流电源的负极B.该电解池工作时,废水中NaCl的浓度保持不变C.该电解池工作时,H+由M极区通过质子交换膜移向N极区D.假设导线中通过6mol电子,理论上可生成1molN2答案

学科关键能力构建答案

答案2.C据图可知,X电极上H2O失电子生成氧气,发生氧化反响,为阳极,A项正确;Y电极上的反响物有O2,而X电极产生O2,所以可将X电极上产生的O2收集起来,输送到Y电极继续使用,B项正确;Y电极上Fe3+得电子转化为Fe2+,O2得电子与H+结合生成H2O2,所以Y电极为阴极,C项错误;该装置工作时Fe2+与Fe3+相互转化,所以起始时,在Y电极附近参加适量Fe2+或Fe3+,均能让装置正常工作,D项正确。

答案

答案

答案

专项拓展训练电化学原理在新型电池中的应用阶段强化专项训练

答案

答案

答案

答案

答案

答案

名师点评此题考查新型化学电池,根据N元素化合价的变化确定正负极,难点是电极反响式的书写,侧重考查同学们的分析和推断能力。

答案

答案

9.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4。(1)阳极的电极反响为 。

(2)阴极产生的气体为(填物质名称)。

(3)左侧的离子交换膜为(填"阴"或"阳")离子交换膜;a%(填">""="或"<")b%。

答案

易错疑难集训〔二〕教材易混易错集训易错点1原电池与电解池的比较与判断

答案

易错点1原电池与电解池的比较与判断

答案Q为直流电源时,该装置为电解池,铁电极质量减小,说明铁电极发生氧化反响,故铁电极是电解池的阳极,那么a是直流电源的正极,b是直流电源的负极,A项错误;假设Q为用电器,那么该装置为原电池,在烧碱溶液中铝失去电子发生氧化反响,电子经用电器由b流向a,电流方向为由a到b,B项错误;假设Q为直流电源,该装置为电解池,电解池的电极类型与外接电源的正负极有关,与电极材料无关,故铝电极上可能发生氧化反响,也可能发生复原反响,D项错误。易错点2混合溶液中离子放电顺序

答案

易错点3串联电路中电极反响的分析

易错点3串联电路中电极反响的分析答案

易错点3串联电路中电极反响的分析

易错点3串联电路中电极反响的分析答案

常考疑难问题突破疑难点1电解质溶液pH的变化1.用惰性电极电解某溶液时,发现两电极上只有H2和O2生成,那么电解一段时间后,以下有关该溶液(与电解前的温度相同)的说法正确的选项是()①该溶液的pH可能增大②该溶液的pH可能减小③该溶液的pH可能不变④该溶液的浓度可能增大⑤该溶液的浓度可能不变⑥该溶液的浓度可能减小A.①②③⑥ B.①②③④⑥C.①②③④⑤ D.全部答案解此题的关键是要正确分析电极周围氢离子、氢氧根离子浓度的变化。电解该溶液的实质是电解水,分两种情况:(1)电解非饱和溶液。假设该溶液为硫酸溶液,那么溶液显酸性,电解一段时间后溶液的浓度增大,故其酸性增强,pH减小;假设该溶液为氢氧化钠溶液,那么溶液显碱性,电解一段时间后溶液的浓度增大,故其碱性增强,pH增大;假设该溶液为硫酸钠溶液,那么溶液显中性,电解一段时间后溶液的浓度增大,但溶液仍显中性,故其pH不变。(2)电解饱和溶液。无论该饱和溶液显酸性、碱性还是中性,电解一段时间后,溶液的浓度和pH均不变。综合分析,①②③④⑤正确。疑难点1电解质溶液pH的变化

答案

K与N连接时,该装置是原电池,放电过程中化学能转化为电能,A项错误;形成原电池时氢离子向正极移动,B项错误;K与M连接时,装置进行充电过程,二氧化铅作为原电池的正极连接到电源的正极,铅作为原电池的负极连接到电源的负极,所以b是电源的正极,a是电源的负极,C项正确;K与M连接时,阳极生成二氧化铅和氢离子,附近溶液的pH减小,D项错误。疑难点2隔膜在电化学中的应用分析疑难点2隔膜在电化学中的应用分析答案

第三节金属的腐蚀与防护教材必备知识精练知识点1金属的腐蚀

答案

知识点1金属的腐蚀

答案

知识点2金属的防护

答案

知识点2金属的防护

答案

学科关键能力构建1.如图是中国在南极建设的第四个科学考察站--泰山站。为了延长科学考察站根底设施使用寿命,钢铁设备外表镶嵌一些金属块(M)。以下说法正确的选项是()A.金属块M可能是铜,发生氧化反响B.钢铁设备在潮湿的空气中主要发生化学腐蚀C.这种保护方法叫牺牲阳极法D.假设采用外加电流法,钢铁设备与电源正极相连答案Fe比Cu活泼,假设金属块M为铜,那么会加快钢铁设备的腐蚀,A项错误;潮湿的空气中,金属发生的主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,B项错误;外加金属块的金属防护,是牺牲阳极法,C项正确;外加电流法中,被保护的金属不能发生氧化反响,故被保护的金属应连电源的负极,D项错误。

答案

pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3归纳总结根据介质的酸碱性可判断发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀。潮湿的空气中、弱酸性和中性溶液中均发生吸氧腐蚀;酸性溶液中发生析氢腐蚀。

答案

答案

Ⅱ.如下图为青铜器在潮湿的环境中发生电化学腐蚀的示意图。(4)腐蚀过程中,负极是(填"a""b"或"c")。

(5)环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反响产物和负极反响产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为。

(6)假设生成4.29gCu2(OH)3Cl,那么理论上消耗O2的体积(标准状况下)为L。答案

章末培优专练实验1电解池相关实验探究1.某化学小组以铁为阳极,探究不同条件下阳极发生的电极反响,实验装置如下图,实验现象如表所示。(1)①实验ⅰ中碳棒外表产生的气体是 。

②实验ⅲ中铁丝上生成气体的电极反响为。

实验编号电压电解液实验现象ⅰ3V3mol·L-1Na2SO4溶液碳棒表面有大量气泡产生,溶液变黄,有红褐色沉淀产生ⅱ3V3mol·L-1KI溶液碳棒表面有大量气泡产生,铁丝附近溶液变为棕色,逐渐变为棕褐色,约5min后,棕褐色消失,逐渐产生灰绿色絮状物ⅲ3V3mol·L-1NaOH溶液两电极上都有大量气泡产生,5min后停止实验,取出铁丝,铁丝明显被腐蚀,附有红棕色固体,溶液中未见沉淀物实验1电解池相关实验探究

实验编号电压电解液实验现象ⅳ3V10mol·L-1NaOH溶液两电极上都有大量气泡产生,但碳棒上产生气泡的速率远大于铁丝,且阳极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁丝明显变细,电解液仍然澄清实验编号电压电解液实验现象ⅴ3V煮沸、冷却的3mol·L-1Na2SO4溶液碳棒表面有大量气泡产生,铁丝外围包裹一层白色絮状沉淀,2min后表层变为红褐色ⅵ8V煮沸、冷却的3mol·L-1Na2SO4溶液碳棒表面迅速产生大量气泡,铁丝表面有气泡产生,1min后外围包裹一层白色絮状沉淀,2min后沉淀变绿,溶液中有红褐色悬浮物实验1电解池相关实验探究①实验ⅵ中白色絮状沉淀变为红褐色的化学方程式是

。

②由此确定实验ⅰ中溶液变黄的原因是

。

(4)综合上述实验,当铁丝为阳极时,影响电解过程中的阳极产物的因素有

。答案

实验1电解池相关实验探究答案

实验2金属腐蚀的原理探究2.[2022山东东营高二期中考试]金属腐蚀现象涉及国民经济和国防建设各个领域,危害十分严重。近几十年来,金属的腐蚀与防护已成为一门独立的综合性边缘学科。:Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。(1)实验一:某小组同学认为,以下两种检验方法均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验2金属腐蚀的原理探究①用电极反响式解释实验i中的现象:。

②查阅资料知:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是。

③为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响,进行了以下实验,几分钟后的实验现象记录如下:a.以上实验说明:在Cl-存在的条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反响。实验2金属腐蚀的原理探究b.为探究Cl-的存在对反响的影响,该小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii,发现铁片外表产生蓝色固体。此补充实验说明Cl-的作用是。

(2)实验二:该小组同学向如下图装置的容器a、b中分别参加30mL3.5%NaCl溶液,闭合K,电流计指针未发生偏转。加热容器a,电流计指针发生偏转。①分别取少量容器a、b中的溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,容器a中的溶液所在的试管中出现蓝色沉淀,容器b中的溶液所在的试管中无变化,容器b中铁片作极。

②加热后,电流计指针发生偏转的原因可能是 。

(3)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于硫酸溶液中,一定条件下,Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜,试写出该阳极的电极反响式:

。

实验2金属腐蚀的原理探究答案

综合素养创新应用本章主要涉及变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知和科学态度与社会责任的化学学科核心素养。本章是化学反响中能量变化的延伸,是变化观念与平衡思想的化学学科核心素养的进一步表达。通过学习原电池与电解池装置模型,分析陌生的化学电池、电解池的工作原理,并设计电池或电解池,实现能量转化或物质转化,表达变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的化学学科核心素养;金属的腐蚀与防护以及本章“研究与实践〞栏目暖贴的设计与制作是理论联系实际的表达,到达培养同学们科学态度与社会责任的化学学科核心素养的目的。素养解读1.将一张滤纸剪成四等份,用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如下图的装置,在四片滤纸上分别滴加稀硫酸直至全部润湿。以下表达正确的选项是()A.锌片上有气泡产生,铜片溶解B.锌片发生复原反响C.电子都是从铜片经