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2019-2020年高中化學(xué) 1.2.3《電解池的工作原理及應(yīng)用》學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.2.3《電解池的工作原理及應(yīng)用》學(xué)案 蘇教版選修4.doc

2019-2020年高中化學(xué) 1.2.3電解池的工作原理及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版選修4一、課標(biāo)解讀1.理解電解原理2.了解氯堿工業(yè)反應(yīng)原理及氯堿工業(yè)簡介3.了解銅的電解精煉與鍍銅二.知識(shí)再現(xiàn)1.電解池構(gòu)成條件: 2.電極名稱及確定: 陽極: 陰極: 3.電極反應(yīng)式: 陽極:(1)惰性電極 (2)活性金屬電極 陰極: 4.電解各類電解質(zhì)溶液(惰性電極)的情況是歸納見下表:電解類型實(shí)例陰極陽極電解反應(yīng)式溶液pH恢復(fù)電解水H2SO4加H2ONaOHNaNO3電解自身HBr通入HBr氣體CuCl2加入CuCl2固體生堿析氫NaCl通入HCl氣體生酸放氧CuSO4加入CuO固體或CuCO3固體5. 電鍍: 三、典題解悟例1. 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用LiCO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì),CO為陰極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣為陽極燃?xì)?,制得?50下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:陰極反應(yīng)式:2CO+2CO32- 4CO2+4e-陽極反應(yīng)式 ;總反應(yīng) 分析:根據(jù)教材提到的“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”知,陽極也即是負(fù)極,陰極也即是正極,將原電池的材料拆分,陰極為:2CO+2CO32-4e-=4CO2;陽極為:O2+2CO2+4e-=2CO32-,電池反應(yīng)為2CO+O2=2CO2,氧化劑含適量CO的O2就是為了平衡,保持電解質(zhì)溶液組成,濃度恒定。答案:O2+2CO2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2四、夯實(shí)雙基1. 在外界提供相同電量的條件下,Cu2+或Ag+分別按Cu2+2e Cu或Ag+e Ag在電極上放電,若析出銅的質(zhì)量為1.92g,則析出Ag的質(zhì)量為( ) A.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g2. 用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時(shí),在陽極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)況),從而可知M的相對原子質(zhì)量為( ) A.B.C.D.放電充電3. 氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是:1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2 ,根據(jù)此反應(yīng)判斷,下列敘述中正確的是( )A.電池放電時(shí),是池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時(shí),鎳元素被氧化C.電池充電時(shí),氫元素被還原D.電池放電時(shí),H2是負(fù)極4. 將分別盛有熔融的氯化鉀.氯化鎂.氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián),在一定條件下,通電一段時(shí)間后,析出鉀.鎂.鋁的物質(zhì)的量之比為( ) A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:25. 附圖中X,Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是附表中的( )附表 可供選擇的極板.電極和溶液組組合a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl26.下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是( ) A.銅鋅原電池中銅是正極B.用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅做陰極C.在鍍件上電鍍銅時(shí),可用金屬銅做陽極D.電解稀硫酸制H2,O2時(shí)銅做陽極7. 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可表示為:放電充電Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)的物質(zhì)是( )A. AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn8.某電解池內(nèi)盛有Cu(NO3)2溶液,插入兩根電解,接通直流電源后,欲達(dá)到如下要求:(1)陽極質(zhì)量不變;(2)陰極質(zhì)量增加;(3)電解液pH減小,則應(yīng)選用的電極是( ) A.陰極兩極都用石墨B.銅作陽極鐵作陰極C.鐵作陽極銅作陰極D.鉑作陽極銅作陰極9.用石墨作電極,電解1molL-1下列物質(zhì)的溶液,溶液的pH保持不變的是( ) A. HClB. NaOHC. Na2SO4D. NaCl10.我國工業(yè)上大多采用立式隔膜電解槽來電解食鹽水制燒堿和Cl2。電解槽中用 作陽極,用 作陰極。設(shè)置石棉網(wǎng)的作用的是 電解食鹽水的總的離子方程式為 。11. 從H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五種離子中恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解:(1)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量減少,水質(zhì)量不變,進(jìn)行電解,則可采用的電解質(zhì)是 。(2)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量不變,水質(zhì)量減少,進(jìn)行電解,則可采用的電解質(zhì)是 。(3)以大棒為陽極,鐵棒為陰極,使電解質(zhì)和水質(zhì)量都減少,進(jìn)行電解,則電解質(zhì)為 。11. 甲烷燃料電池是一種新型化學(xué)電源,該電池以鉑絲為電極,KOH為電解質(zhì)溶液,然后向兩極分別通入甲烷和氧,該電池的電極反應(yīng)為:X極:CH4+10OH-8e- CO32-+7H2O。Y極:2O2+4H2O+8e- 8OH ,關(guān)于此燃料電池的下列說法不正確的是( )A.通入CH4的X極為電池的負(fù)極B.電池工作過程中溶液的pH下降C.電池的總化學(xué)反應(yīng)為:CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2OD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下每消耗5.6L CH4時(shí),必消耗11.2L O2,并可提供3.85105C的電量12.某電解池中盛有CuCl2溶液,插入電極進(jìn)行電解,若達(dá)到下列要示:一電極質(zhì)量減輕,另一電極質(zhì)量增加;電解質(zhì)的組成不變。則應(yīng)選用的電極是( )A.陽極銅、陰極銅B.陽極石墨、陰極銅C.陽極鐵、陰極銅D.陽極銅、陰極鐵13. 從H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-中恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解。(1)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變進(jìn)行電解,采用的電解質(zhì)是 。(2)以碳棒為電極,使水量減少,電解質(zhì)質(zhì)量不變進(jìn)行電解,采用的電解質(zhì)是 。(3)以碳棒為陽極,鐵棒為陰極,使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解,則電解質(zhì)是 。14. 圖裝置中,(1)當(dāng)A鍵斷開,B、C閉合時(shí),甲為 池,乙為 池;(2)當(dāng)A、C兩鍵斷開時(shí),乙中鐵極增重1.6g,則被氧化的鐵有 g;(3)將乙中兩極都換成石墨,硫酸銅溶液換H2SO4后斷開B、C兩鍵,閉合A鍵,則甲為 池,乙為 池,當(dāng)甲中鋅極減輕6.5g時(shí),乙中共放出氣體 mL(標(biāo)況)。15. 用惰性電極電解下列溶液,電解一段時(shí)間后,陰極質(zhì)量增加,電解液的pH下降的是( )A.CuCl2B.AgNO3C.BaCl2D.H2SO416. 將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解,通電一定時(shí)間后,某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積變化)。此時(shí),溶液中H+濃度約為( ) 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,用石墨做電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則原溶液中c(Na+)為( )A.0.5molL-1B.1 molL-1C.1.5 molL-1D.2 molL-118.右圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是( ) A. a電極是負(fù)極B. b電極的電極反應(yīng)為:4OH-4e-=2H2O+O2C. 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D. 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置19. 堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液。電池總反應(yīng)式為:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.電池工作時(shí),鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(l)+2e- Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極D.負(fù)電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g20. 下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是( )五、能力提高1.用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解,下列說法正確的是( ) A. 電解稀硫酸,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變B. 電解稀NaOH溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小C. 電解Na2SO4溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D. 電解CuCl2溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:12.用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是( ) A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:2 3.甲、乙兩個(gè)電解池均以Pt為電極且互相串聯(lián)。甲池盛有AgNO3溶液,乙池盛有一定量的某鹽溶液,通電一段時(shí)間后,測得甲池陰極質(zhì)量增加2.16g,乙池電極析出0.64g金屬,則乙池中溶質(zhì)可能是( )(相對原子質(zhì)量:Cu64 Mg24 Al27 Na23) A.CuSO4B.MgSO4C.Al(NO3)2D.Na2SO44.通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化合價(jià)為-1)溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1,則下列表述正確的是( )A.在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1B.在兩個(gè)陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)量不相等C.硝酸亞汞的分子式為HgNO3D.硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)25. 鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2,電解液為硫酸,工作時(shí)反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,下列結(jié)論正確的是( ) A. Pb為正極被氧化B. SO42-只向PbO2極移動(dòng)C. 電池液密度不斷減小D. 溶液的pH值不斷減小6. 如圖:通電5min后,電池5質(zhì)量增加2.16g,試回答:(1)電源:a 極 C池 池A池電極反應(yīng): C池電極反應(yīng): (2)若B槽中共收集到224mL氣體(標(biāo)況),且溶液體積為200mL(設(shè)電解過程中溶液體積不變),則通電前溶液中的Cu2+物質(zhì)的量濃度為 。(3)若A池溶液體積為200mL,且電解過程中溶液體積不變,則電解后,溶液pH為 。7.用Pt作電極,電解串聯(lián)電路中分裝在甲.乙兩個(gè)燒杯中的200mL 0.3molL-1的NaCl溶液和300mL 0.2molL-1的AgNO3溶液,當(dāng)產(chǎn)生0.56L(標(biāo)況)Cl2時(shí),停止電解,取出電極,將兩杯溶液混合,混合液的pH為(混合后溶液體積為500mL)。( )A.1.4B.5.6C.7D.12.68.將500mL pH=5的CuSO4溶液用惰性電極電解一段時(shí)間,溶液的pH變?yōu)?,若使溶液的濃度.pH與電解前相同,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放電充電C.向溶液中加入0.0025mol H2SO4D.向溶液中加入0.2g CuO9.鎳鎘(NiCd)可充電電池可以發(fā)生如下反應(yīng)Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,該電池的負(fù)極材料是( )A.CdB.NiO(OH)C.Cd(OH)2D.Ni(OH)2冷10.根據(jù)下列事實(shí):(1)X+Y2+=X2+Y;(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2 (3)Z2+氧化性比X2+弱;(4)由Y、W電極組成的原電池,電極反應(yīng)為:W2+2e=W,Y-2e=Y2+,可知X、Y、Z、W的還原性由強(qiáng)到弱的順序是( ) A.XZYWB.ZWXYC.ZXYWD.ZYXW六、高考聚焦1.用惰電極電解AgNO3溶液500mL;當(dāng)電解液的pH值從6.0變?yōu)?.0(設(shè)電解時(shí)無氫氣逸出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上析出銀的質(zhì)量為( ) A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg2.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氧化鈉溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )A. a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaClB. a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaClC. a為陽極,b陰極, HClO和NaClD. a為陰極,b為陽極,HClO和NaCl3. 通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化學(xué)價(jià)為+1)溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1,則下列表述正確的是( ) A. 在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)量之比n(Ag):n(Hg)=2:1B. 在兩個(gè)陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C. 硝酸亞汞的分子式為HgNO3D. 硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)2參考答案四、夯實(shí)雙基1.B 2.C 3.CD 4.D 5.A 6.AC 7.D 8.AD 9.C電解10.石墨;鐵網(wǎng);防止H2和O2混合又避免O2和NaOH作用;2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH-11.(1)HCl、CuCl2 (2)H2SO4.Na2SO4 (3)CuSO4.NaH12.D 13.AD 14.(1)原電,原電 (2)1.4 (3)原電;電解;336015.B 16.A 17.D 18.B 19.C 20.D五.能力提高1.D 2.B 3.A 4.D 5.C 6.(1)負(fù) 電解A:陽極:2Cl2e-Cl2陰極:2H+2eH2C:陽極:Cu-2e-Cu2+陰極:Ag+e-Ag(2)0.025molL-1 (3)B7.C 8.BD 9.A 10.C六.高考聚焦1.B 2.B 3.D

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