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2019-2020年高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 原電池與電解教案 一、電化學(xué)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí) 電化學(xué)中有原電池與電解池的不同點(diǎn)；原電池的工作原理以及電解池的工作原理；兩極反應(yīng)的判斷和書寫；電化學(xué)的應(yīng)用是重點(diǎn)要掌握的。 知識點(diǎn)的歸納，網(wǎng)絡(luò)圖： 1．常見的電池 【問】①構(gòu)成原電池的材料是什么呢？②原電池的原理是什么呢？③它的原理與電解池有什么不同？④常見的電池的類型？ 電池的種類鋅錳電池（干電池）、鉛蓄電池、燃燒電池（氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池）等。 【問】①電池的兩極各發(fā)生了什么反應(yīng)？②電池正、負(fù)兩極應(yīng)該如何確定？它的兩極與電解池的兩極有什么不同點(diǎn)？③在可逆電池中，充電、放電過程是應(yīng)用了原電池的原理還是電解池的原理？可逆電池和不可逆電池 【問1】請舉例說明不可逆電池（展示學(xué)生解剖的干電池）？干電池的兩極材料是什么？電解質(zhì)溶液是什么？兩極反應(yīng)式如何書寫？總反應(yīng)如何書寫？ 總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+H2↑ 【問2】還有什么實(shí)例呢？兩極材料是什么呢？電解質(zhì)溶液是什么呢？ 什么是可逆電池呢？（看前面的圖）誰能寫出兩極反應(yīng)式？總反應(yīng)式又如何書寫呢？教師指導(dǎo)學(xué)生書寫）鉛蓄電池 【練習(xí)】書寫兩極反應(yīng)式。 若有：（1）銅、鋅、稀硫酸 （2）銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕 （3）鋅、鐵放在食鹽水中 （4）氫、氧燃燒電池（電池的產(chǎn)物負(fù)極為H2O，正極則有大量的氫氧根生成） （5）甲烷燃燒電池（電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子，在堿性條件下 燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是：負(fù)極：化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。 2．分析電解應(yīng)用的主要方法和思路 【問】電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點(diǎn)是什么呢？在電解時(shí)離子的放電規(guī)律是什么呢？ 電解的結(jié)果：溶液的濃度、酸堿性有無變化？ 放電規(guī)律： 陽極：金屬陽極＞S2-＞I-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根 陰極：Ag+＞Cu2+＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Mg2+ 3．原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律 （1）無外接電源，可能是原電池，依據(jù)原電池的形成條件判斷，主要有“三看”。 【問】看什么呢？看電極；看溶液；看回路。 【問】若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液，并有回路，可能是什么池？ （2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液，可能是電解池或者是電鍍池。 當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同時(shí)，則為電鍍池，其余的情況是電解池。 二、電化學(xué)的應(yīng)用 1．原電池原理的應(yīng)用 【問】請同學(xué)們根據(jù)已經(jīng)復(fù)習(xí)的知識回答原電池原理的應(yīng)用及依據(jù)？ 原電池原理的三個(gè)應(yīng)用和依據(jù)： （1）電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷正極和負(fù)極，以確定金屬的活動性。其依據(jù)是：原電池的正極上現(xiàn)象是：有氣體產(chǎn)生，電極質(zhì)量不變或增加；負(fù)極上的現(xiàn)象是：電極不斷溶解，質(zhì)量減少。 （2）分析判斷金屬腐蝕的速率，分析判斷的依據(jù)，對某一個(gè)指定金屬其腐蝕快慢順序是：作電解池的陽極＞作原電池的負(fù)極＞非電池中的該金屬＞作原電池的正極＞作電解池的陰極。 （3）由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化，分析的思路是先分析電池反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)的變化，確定原電池的正極和負(fù)極，然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。 【練習(xí)】 1．下列五個(gè)燒杯中均有天然水 鐵被腐蝕由快到慢的順序是：______。（4）、（2）、（1）、（3）、（5）。 2．電解規(guī)律的應(yīng)用 【問】電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容？主要應(yīng)用是：依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。 【問】如何恢復(fù)電解液的濃度呢？（舉例說明）電解液應(yīng)先看pH的變化，再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是：電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么，如：電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣，所以應(yīng)該加入的是氯化氫。 【問】如果電解硫酸銅時(shí)，要恢復(fù)原來的濃度應(yīng)該加入什么呢？氧化銅。 【問】電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢？ 一要：不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序，還應(yīng)該注意電極材料（特別是陽極）的影響；二要：熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。 【練習(xí)】 用石墨電極電解1mol/L的下列溶液，溶液的pH不變的是______。 （1）HCl （2）NaOH （3）Na2SO4 （4）NaCl 以上的四種溶液電解后，如何使其濃度恢復(fù)到原來的濃度呢？ 3．綜合利用——實(shí)用電池與可逆電池 常見的電池應(yīng)用是：①干電池（Zn-Mn電池）日常生活和照明。 ②鉛蓄電池應(yīng)用于國防、科技、交通、化學(xué)電源等。 ③鋰電池密度小，壽命長應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。 ④燃燒電池污染小、能量轉(zhuǎn)化高，應(yīng)用于高科技研究。 ⑤其它電池 鋁電池：能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營作業(yè)。 三、典型習(xí)題分析 例題1如圖2-17，E為沾有Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。A，B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計(jì)，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時(shí)間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。 （1）外電源的正、負(fù)極分別是R為____，S為_____。 （2）A附近溶液的現(xiàn)象是_______，B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____。 （3）濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動____。 （4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時(shí)間，C、D中氣體逐漸減少，主要因?yàn)開___，有關(guān)的反應(yīng)式為_____。 例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通電一段時(shí)間后，兩極各出現(xiàn)氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求原來溶液中CuSO4的濃度。 請同學(xué)們分析后給出答案。 例題3 　人工生成鋁表面的氧化鋁保護(hù)膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽極放入盛18％H2SO4溶液的電解槽。通電一定時(shí)間，設(shè)陽極氧氣全部與鋁反應(yīng)。今有表面積約1.0dm2的鋁制品，放入電解槽，通入1A的電流1h（小時(shí)），已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3，則生成均勻的氧化膜的厚度是多少？ 請同學(xué)們分析： 在從2molAl與1.5mol氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁可知，得失電子為6mol。根據(jù)此反應(yīng)計(jì)算出氧化鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。 　精選題 一、選擇題 1．銀鋅電池廣泛應(yīng)用各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為： 反應(yīng)的物質(zhì)是 A．Ag B．Zn（OH）2 C．Ag2O D．Zn 2．應(yīng)用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解溶液的pH從6變?yōu)?時(shí)（設(shè)陰極沒有H2析出，電解前后的溶液體積不變），電極上析出銀的質(zhì)量是 A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg 二、非選擇題 離子組成符合下列情況的電解質(zhì)，進(jìn)行電解（各離子只能使用一次）。 （1）以碳棒為電極進(jìn)行電解，電解質(zhì)的含量減少，水量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積相同，則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____，電解的電極反應(yīng)____，電解的總方程式是____。 （2）以鉑絲為電極進(jìn)行電解，水量減少，電解質(zhì)的含量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積為2∶1，則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____，電極反應(yīng)式為____。 （3）惰性電解，電解質(zhì)的含量減少，水的含量也減少，pH下降，則電解質(zhì)的化學(xué)式為____，電解總的方程式____。 4．正在研究應(yīng)用鋅頂替鉛的電池，它可以減少環(huán)境污染容量又很大，其電池反應(yīng)為2Zn+O2=ZnO，其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請寫出： （1）電極反應(yīng)____，____。 （2）估計(jì)該電解質(zhì)溶液應(yīng)該用____（強(qiáng)的酸或強(qiáng)的堿）。 5．定溫下，將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當(dāng)陽極逸出amol氣體時(shí)，同時(shí)從溶液中析出mgNa2SO410H2O晶體，則原來飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。 6．某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值，其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為： ①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖2-18。 ②在電流強(qiáng)度為IA，通電時(shí)間為ts后，精確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答： （1）連接這些儀器的正確順序?yàn)椋ㄓ脠D中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示。下同）E接____，C接____，接F____。 實(shí)驗(yàn)電路中的電流方向?yàn)開___→____→____→C→____→____。 （2）寫出B電極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______。 G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為______，相應(yīng)的離子方程式為______。 （3）為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序是______。 ①稱量電解前電極質(zhì)量 ②刮下電解后電極上的銅并洗凈 ③用蒸餾水清洗電解后電極 ④低溫烘干電極后稱量 ⑤低溫烘干刮下的銅后稱量 ⑥再次低溫烘干后稱量至恒重 （4）已知電子電量為1.610-19C，試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式：N=______。 答　 案 一、選擇題 1．D　 2．B 二、非選擇題 3．（1）HCl 陽極：2Cl-—2e→Cl2↑陰極：2H++2e→H2↑ 總反應(yīng)式：2HCl H2↑+Cl2↑ （2）KOH 陽極：4OH--4e→2H2O+O2↑陰極：4H++4e→2H2↑ （3）CuSO4總反應(yīng)式：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ 4．（1）負(fù)極：Zn—2e→Zn2+正極：O2+4e+2H2O→4OH- （2）強(qiáng)堿 6．（1）D、A、B F→B→A→C→D→E （2）2Cl-—2e=Cl2，變藍(lán)色，2I-+Cl2=I2+2Cl- （3）①③④⑥