2022年选修四导学案 .pdf

高二化学选修四第四章电化学基础47 班级姓名第小组小组评价教师评价第四章电化学基础第一节原电池【学习目标】1. 让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程。2使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。3能够写出电极反应式和电池反应方程式。【基础知识 】一 原电池1原电池定义将直接转变成的装置。2原电池原理（1）原电池是利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。【实验 41】教材 P71 实验现象：有盐桥时电流计指针偏移。锌片溶解。铜片增重。取出盐桥后，电流计指针回到零点。（2）锌半电池锌原子失电子，被氧化。锌为负极，即电子流出极，电极反应式为。（3）铜半电池Cu2+从铜片上得电子，被还原为铜。铜为正极，即电子流入极，电极反应式为。注意： 盐桥中通常装有含琼胶的KCl 饱和溶液。盐桥的作用A使整个装置构成通路的作用。B可使由它连接的两溶液保持电中性。【思考题1】所有化学反应的化学能均能直接转化为电能吗？3原电池的正、负极和反应（1）电极正极：电子流入的电极，通常是不活泼金属或石墨材料电极。负极：电子流出的电极，通常是活泼金属一端。（2）电极反应正极：。负极：。4原电池产生电流的本质原因电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移。5原电池正、负极的判断方法（1）根据电极材料判断一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。【思考题 2】原电池中活泼金属一定是负极吗？（2）根据电流方向（或电子流动方向）判断电流是正极流向负极，电子流动的方向是由负极流向正极。（3）根据离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极为负极。（4）根据发生的反应来判断正极发生还原反应，负极发生氧化反应。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础48 6原电池形成的条件（1）电极材料活泼性不同的两种金属（或金属与石墨构成两极或金属与金属氧化物等）。（2）两电极必须浸在电解质溶液中（3）两电极之间要用导线连接或直接接触，形成闭合回路（4）能自发地发生氧化还原反应7原电池的基本类型（1）负极参与反应的原电池活泼金属作电极构成原电池，被腐蚀的金属为负极，如：CuZn 原电池。（2）两极都参加反应的原电池可充电电池是两个电极都参与反应的原电池，如：铅蓄电池、锂电池和锌银电池等。（3）两个电极都不参加反应的原电池用惰性材料（如Au、Pt 和石墨等）作电极（称为惰性电极），电极本身不发生任何反应，而是引入两极上的适当的物质发生氧化、还原反应，如：燃料电池。注意： 非常活泼的金属如K、Ca 等不可作原电池的电极。不要误认为原电池两极的活泼性一定不同：如在燃料电池中正、负电极都可以用石墨棒，这是因为在燃料电池中，石墨棒仅仅是电极材料，起到导电作用，并不参与电极反应。太阳能电池不属于原电池，它是将太阳能转化为电能。二原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液能使产生氢气的速率加快。2制作原电池例如：根据反应Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2设计一个原电池。分析： Cu 作负极， C（或 Pt）作正极， FeCl3溶液作电解质溶液，用导线连接构成闭合回路，即构成原电池。负极反应式为，正极反应式为。3揭示钢铁腐蚀的主要原因金属腐蚀的本质是：M ne- = Mn+发生氧化反应，氧化金属（如Fe）的最主要的氧化剂是空气中的 O2，其次是酸性电解质溶液中的H+。4由原电池来判定金属性强弱一般情况下 ，原电池中，活泼性强的金属为负极，活泼性弱的金属为正极。【典型例题】例1判断下列哪些装置能构成原电池？若能构成原电池，请判定出原电池正负极。例 2写出以下原电池的电极反应式和总反应式。Fe Cu FeSO4CuSO4 例 3如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（）A铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡状态C铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础49 例 4如图所示的装置中,在产生电流时 ,以下说法不正确的是（）AFe 是负极， C 是正极B负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+C内电路中阴离子移向FeCl2溶液D电流由石墨电极流向Fe电极例 5某原电池的总反应的离子方程式为：2Fe3+Fe =3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是（）A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液例 6 把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时， a为负极， c、d 相连时，电流由d 到 c；a、c 相连时 c 极上产生大量气泡，b、d 相连时， b 上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为( ) Aabcd B acdb Ccabd Dbdca 【衔接高考 】1 （ 08 广东）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、 AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U 型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：Ag+e-=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A BCD2 （ 09 广东）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（）A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OHB以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al 3OH3e-Al(OH)3C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极【过关训练】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产生气泡的速率甲比乙慢2X、Y、Z 都是金属，把X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中，X 的表面有Z 析出， X 和 Y 组成原电池时， Y 为电池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺序为（）AXYZ B.X ZY C.YXZ D.Y ZX 3原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A由 Al 、Cu、稀 H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al 3eAl3+B由 Mg 、Al 、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为：Al3e4OHAlO22H2O C由 Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu2e Cu2+D由 Al 、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu2eCu2+4锌和足量的稀HCl 反应时，加入少量CuSO4固体，下列叙述正确的是( ) A反应速率减慢，产生H2的量不变B反应速率加快，产生H2的量不变C反应速率不变，产生H2的量增加D反应速率加快，产生H2的量减少C FeCl2Fe FeCl3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础50 5原电池的总反应的方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的组成正确的是( ) A B C D 正极Zn Ag Cu Cu 负极Cu Cu Zn Zn 电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl26某原电池构造如右图所示。下列有关叙述正确的是( ) A在外电路中，电子由银电极流向铜电极B取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转C外电路中每通过0.1mol 电子，铜的质量理论上减小6.4g D原电池的总反应式为Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)27已知空气 -锌电池的电极反应为：锌粒： Zn + 2OH 2e= ZnO + H2O 石墨： O2 + 2H2O + 4e= 4OH。根据判断，锌片是（）A正极，并被还原B正极，并被氧化C负极，并被还原D负极，并被氧化8根据下式所表示的氧化还原反应设计一个能持续产生电流的原电池装置。Zn（s）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe（s）（1）画出此原电池的装置简图。（2）写出两电极上的电极反应式。9某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如下：实验一：实验探究电极的构成甲图A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；A 极用锌片， B 极用铜片，发现电流计指针向左偏转；A 极用锌片， B 极用石墨，发现电流计指针向左偏转。结论一：_ 。实验二：探究溶液的构成甲图，A 极用锌片， B 极用铜片液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B 极上有气体产生。结论二：_ 。实验三：对比实验，探究乙图装置能否构成原电池将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转。结论三： _ 。思考：对该同学的实验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决。（1）在甲图装置中，若A 为镁片， B 为铝片，电解质溶液为NaOH 溶液，电流计的指针应向_偏转。（2）一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针 _（填 “ 能” 或“ 不能 ” ）偏转。10Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为，发生的电极反应为。(2)电池正极发生的电极反应为。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH 溶液吸收SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成。如果把少量水滴到 SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。【问题与收获】。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础51 班级姓名第小组小组评价教师评价第二节化学电源【学习目标 】1. 一次电池与二次电池的区别。2. 掌握一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用。【基础知识 】一. 一次电池1概念一次电池的活性物质（发生氧化还原的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。如普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。2常见的一次电池（1）碱性锌锰电池负极材料： Zn ，正极材料： MnO2，电解质溶液： KOH 溶液。负极反应：。正极反应：。总反应：。（2）银锌电池负极材料： Zn，正极材料： Ag2O ，电解质溶液： KOH 溶液。负极反应：。正极反应：。总反应：。（3）锂电池负极材料： Li ，正极材料： MnO2、CuO、FeS2等 。电解质溶液： LiAlCl4（四氯化铝锂）溶解在SOCl2（亚硫酰氯）中。负极反应：。正极反应：。总反应：。二. 二次电池二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生，又称充电电池或蓄电池。1.铅蓄电池的构造负极材料： Pb ，正极材料： PbO2，电解质溶液： H2SO4溶液。2.工作原理（1）放电时负极反应：（氧化反应） 。正极反应：（还原反应）。总反应：。（2）充电时阴极反应：（还原反应）。阳极反应：（氧化反应）。总反应：。上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：。注意： 但该反应不是可逆反应。3.性能及应用电压稳定，使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境。三. 燃料电池1.燃料电池的工作原理（1）连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。（2）电极材料本身不参与氧化还原反应。（3）工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础52 2.燃料电池的优点（1）能量转化率高燃料电池的能量转化率超过80%，远高于普通燃烧过程（能量转化率仅30%多） 。（2）节约资源，污染少。3.常见燃料电池（1）铝空气燃料电池负极材料： Al ，正极材料： Pt，电解质溶液：海水。负极反应：。正极反应：。电池反应：。（2）H2O2燃料电池负极材料： Pt ，正极材料： Pt ，电解质溶液： Na2SO4溶液。负极反应：。正极反应：。电池反应：。负极材料： Pt ，正极材料： Pt ，电解质溶液：稀 H2SO4。负极反应：。正极反应：。电池反应：。负极材料： Pt ，正极材料： Pt ，电解质溶液： NaOH 溶液。负极反应：。正极反应：。电池反应：。(3) CH4O2燃料电池负极材料： Pt ，正极材料： Pt ，电解质溶液： KOH 溶液。负极反应：。正极反应：。电池反应：。(4) CH3OHO2燃料电池负极材料： Pt ，正极材料： Pt ，电解质溶液：KOH 溶液。负极反应：。正极反应：。电池反应：。四.原电池中电极反应和原电池总反应式的写法1.负极失 e，正极得 e，两级得失电子相等。2.电极反应式中若有气体生成，需加“”，若析出固体，一般不加“”。3.电极反应式常用“=” ，不用“”。4.原电池总反应的离子方程式：一般把正极和负极的电极反应式相加而得。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。由铜锌和CH3COOH 形成的原电池的离子方程式为：Zn +2CH3COOH=Zn2+ +2CH3COO- +H2由铜锌和稀H2SO4形成的原电池的离子方程式为：Zn +2H+=Zn2+ +H25.要注意电解质溶液对产物存在形式的影响。6.对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电”、“放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。7.常用惰性电极材料：石墨（C）、 Pt、Au 等。【典型例题 】例 1. LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+Li LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨和锂，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）A. 可加入硫酸以提高电解质的导电性B 放电时电池内部Li+向负极移动 . C. 充电过程中，电池正极材料的质量减少D. 放电时电池负极反应为：FePO4+Li+e-=LiFePO4 例 2.电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH 溶液，其电极反应是：Zn + 2 OH- -2e-ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e-2Ag +2 OH-下列判断正确的是( ) A锌为正极， Ag2O 为负极B锌为负极， Ag2O 为正极C原电池工作时，正极区溶液pH 减小D原电池工作时，负极区溶液pH 增大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础53 例 3.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。（1）a 极是极， b 极是极，电极反应式分别为，。（2）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。请写出将图中H2换成 CH4时所构成的甲烷燃料电池中a 极的电极反应式：。此时电池内总的反应方程式为。【衔接高考 】（09 天津）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用 a、b 表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为。（4）该电池工作时，H2和 O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2Li+H22LiH .LiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。已知 LiH 固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况） H2，生成的 LiH 体积与被吸收的H2体积比为。由生成的LiH 与 H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。【过关训练】1下列有关化学电池的说法不正确的是（）A. 化学电池是将化学能变成电能的装置B. 一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能使用了C. 二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，故可多次重复使用D. 燃料电池是将燃料燃烧所放出的能量转化为化学能装置2. 关于铅蓄电池的说法正确的是（）A.在放电时，正极发生的反应是Pb（s）+SO24（aq）PbSO4（s）+2e-B.在放电时，该电池的负极材料是铅板C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）+2e-Pb（s）+SO24（aq）3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以表示为2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）AAg B. Zn(OH)2C. Ag2O D. Zn 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础54 4科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( ) A. H22OH2e2H2O B. O24H4e2H2O C. H22e2HD. O22H2O4e4OH5有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和 H2O 进行工作。（1）正极材料是，电极反应为。（2）负极材料是，电极反应为。6. 据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH 为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。（1）关于该电池的叙述错误的是（）A放电时，正极反应为式：O24e-+4H+=2H2O B放电时，负极反应为式：CH3OH6e-+8OH-=CO32-+6H2O C充电时，原电池的负极与电源的正极相连接D充电时，阴极反应式为：4OH-4e-=2H2O+O2（2）若以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与 O2的混合气体。试写出该燃料电池的电极反应式：负极，正极。【问题与收获】。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础55 班级姓名第小组小组评价教师评价第三节电解池 (1) 【学习目标 】1. 使学生理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。2明确原电池和电解池的区别和联系。【学习重点难点 】重点：电解原理。难点：离子放电实质。【基础知识 】一.电解原理1.电解 CuCl2溶液CuCl2 溶液（1）电极反应式阴极：（还原反应）。阳极：（氧化反应） 。电解的总方程式：。（2）电子流向电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子定向移动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。（3）结论电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。注意： 电解质溶液的导电过程发生化学变化。2.电解的概念使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。注意： 电流必须是直流而不是交流。熔融态的电解质也能被电解。3.电解池的概念借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。4.构成电解池的条件（1）与电源相连的两个电极：与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源负极相连的电极叫做阴极。（2）电解质溶液（或熔化的电解质）。（3）形成闭合回路。5.电解池反应原理电解结果：在两极上有新物质生成。注意： 电解池的阴阳极取决于外接电源的负正极，与电极材料的金属活动性无关。6.电解时电解产物的判断（1）阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程叫做放电。（2）用石墨、金、铂等还原性很弱材料制作的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制作的电极叫做活泼电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。（3）在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+, ；在水溶液中含有多种阴离子时，它们在惰性阳极上放电的先后顺序是：S2-I-Br-Cl-OH-高价含氧酸根（NO3-、SO42-等） F-。（4）以惰性电极电解电解质水溶液，分析电极反应的一般步骤为：全析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组。分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两级上的电极反应式。合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。【典型例题 】把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中 （如图所示平面图） ，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）A和附近B和附近C和附近D和附近Pt Pt 与 电 源 正 极 相阳极阴极与 电 源 负 极 相阴离子移向阳离子移向发生氧化反应发生还原反应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础56 【课堂练习 】分析以惰性电极分别电解下列溶液时，电解液pH 分别如何变化？（1）NaCl 溶液（2）AgNO3溶液（3）Na2SO4溶液（4）HCl 溶液（5）NaOH 溶液（6）H2SO4溶液【过关训练】1用石墨作电极，电解1mol/L 下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是（）AHCl BNaOH CNa2SO4DNaCl 2可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4 个电极反应Br2+2e-=2Br-2Br-2e-=Br2Zn-2e-=Zn2+Zn2+2e-=Zn 其中表示充电式的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（）A和B和C和D和3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 价）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） =21，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（Ag） n（Hg）=21 B.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)24如图所示，图中四种装置工作一段时间后，测得导线上均通过了0.002mol 电子，此时溶液的 pH 由小到大的排列顺序为（不考虑溶液的水解和溶液的体积变化）（）A.B.C.D.5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氯化钠溶液，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 NaCl B.a 为负极， b 为正极； NaClO 和 NaCl C.a 为阳极， b 为阴极； HClO 和 NaCl D.a 为阴极， b 为阳极； HClO 和 NaCl 6右图中 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( ) 【问题与收获】。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础57 班级姓名第小组小组评价教师评价第三节电解池 (2) 【学习目标 】1.了解电解池的工作原理。2知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。【基础知识 】二.电解原理的应用1.氯碱工业（1）概念用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、 Cl2和 H2， 并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。（2）原理阳极（ C）反应：（氧化反应）。阴极（ Fe）反应：（还原反应）。在上述反应中， 由于 H+在阴极得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。总反应式：。阴极产物：，阳极产物：。2.电镀（1）电镀的概念电镀是一种特殊的电解，是应用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。（2）电镀的目的电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。（3）电镀池形成的条件镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的电解质溶液作电镀液，用直流电源。电镀时，电解质溶液的浓度和酸碱性理论上保持不变。（4）实例电解精炼铜CuSO4溶液电解精炼粗铜时，阳极材料是，阴极材料是，电解质溶液是CuSO4（或CuCl2）溶液，长时间电解后，电解质溶液必须补充。阳极发生的主要反应：、。、。Ag、Au 等不放电而在阳极沉积下来。阴极反应式：。【课堂练习】要在某铁制品上镀锌，请设计该实验装置，并写出电极反应式：阳极材料：，阴极材料：，电解质溶液：。阳极反应：，阴极反应：。装置图：3.电冶金（1）金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。Mn+ + ne- = M （2）电解法冶炼活泼金属Na、Mg 、Al 等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。如：电解熔融的NaCl 制 Na 阴极反应式：。阳极反应式：。总反应式：。电解熔融的Al2O3制 Al 阴极反应式：。阳极反应式：。总反应式：。4.电解产物的计算准确写出两极反应式，以阴阳两极得失电子数目相等为纽带，对两极进行计算。注意： 1 个电子所带电量为1.610-19C。粗铜精铜名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础58 【过关训练】1以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为( ) A.0.64g B.1.28gC.2.56g D.5.12g 2下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是（）A.粗铜板：阳极B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2+2e-= Cu C.粗铜中所含Fe、Zn 等杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%99.98% 3在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（）A.锌作阳极，铁作阴极，溶液中含有锌离子B.铂作阴极，铁作阳极，溶液中含有锌离子C.铁作阳极，铁作阴极，溶液中含亚铁离子D.锌作阴极，铁作阳极，溶液中含锌离子4以铜棒作阳极，在铁棒（与铜棒质量相等）表面镀铜，用硫酸铜溶液作电解质溶液，若电镀结束时两极质量差为128g，则此时在铁棒上析出铜的质量是（）A.8g B.16g C.32g D.64g 5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纯铜作阳极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极6用下图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI 试纸的 C 端变为蓝色。则：(1)A 中发生反应的化学方程式为_ _。(2)在 B 中观察到的现象是_ 、。(3)室温下，若从电解开始到时间t s，A、B 装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A 中溶液体积恰为1000 mL，则 A 溶液的 pH 为_ 。7由于 Fe OH2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得纯净的Fe OH2沉淀。若用下图所示实验方法则可制得纯净的Fe OH2沉淀，已知两极材料分别是石墨和铁。（1） a 电极材料为， 其电极反应式为。（2）在纯水、 NaCl 溶液、 NaOH 溶液与 CuC12溶液中选择电解液d，可以是，此时白色沉淀在电极上生成；也可以是，此时白色沉淀在两极之间的溶液中生成。（3）液体c 为苯，其作用是，在加入苯之前，对溶液进行加热处理的目的是。（4）若 d 改为硫酸钠溶液，当电解一段时间看到白色沉淀后，再反接电源继续电解，除了在电极上看到气泡外，另一明显现象是。【问题与收获】。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础59 班级姓名第小组小组评价教师评价第四节金属的电化学腐蚀与防护【学习目标 】1. 能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2. 认识金属腐蚀的危害，知道防护金属腐蚀的方法。【学习重点 】金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。【学习难点 】金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。【基础知识 】一. 金属的电化学腐蚀1. 金属腐蚀的定义金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而被腐蚀损耗的过程。2. 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说，金属在腐蚀过程中，发生了氧化反应。3. 金属腐蚀的危害金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面就会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废。金属腐蚀还会使桥梁、建筑物的金属构建强度降低而造成塌陷，地下管道发生泄漏，轮船船体损坏等。4. 金属腐蚀的类型由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为和。（1）化学腐蚀的定义（次）金属与接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。注意： 金属与氧化剂直接反应。常发生于工厂附近。在金属的腐蚀中属于次要因素。特点：是只有电子得失，但不形成电流。（2）电化学腐蚀 （主）a. 含义不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。b. 类型类型吸氧腐蚀 （主）析氢腐蚀 （次）条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈较强酸性正极反应（ C）负极反应（ Fe）O2 +2H2O +4 e-=4OH-Fe-2 e-=Fe2+2H+ +2 e-=H2Fe-2 e-=Fe2+其它反应总之，无论是哪种腐蚀，其结果都是水膜中OH-浓度相对增加，于是可发生如下系列反应：Fe2+ +2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O +(3-x)H2O 注意： 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。在金属活动顺序表中，位于氢前面的金属和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀。只有在金属活动顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀只能是吸氧腐蚀。如铜绿的形成就属吸氧腐蚀。负极反应（ Cu） ：。正极反应（杂质） ：。电池反应：、。完成下列表格类型化学腐蚀电化学腐蚀发生条件现象电极反应式本质相互关系二. 金属的电化学防护1. 影响金属腐蚀的因素金属的本性金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。有些金属如铬、铝等，虽然比较活泼，但因表面可生成致密的氧化物薄膜，使金属钝化，防止金属进一步被氧化，从而保护了内层金属不再被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - 高二化学选修四第四章电化学基础60 介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。2. 金属的防护方法保持金属表面的洁净、干燥。制成合金以改变金属的内部结构，如不锈钢。金属表面覆盖保护层：如电镀、喷油漆、涂油脂、喷镀或钝化等。电化学保护法：消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应的方法。A.牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理，让被保护的金属作正极（阴极），另找一种活泼性较强的金属作负极（阳极）。如在被保护的钢铁设备上（如船舶的外壳）装上若干锌块，锌比铁活泼，作为原电池的负极，不断腐蚀，定期予以拆换；作为正极的钢铁设备就被保护下来。B.外加电流的阴极保护法利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极。在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，大量电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而起到保护作用。三. 金属腐蚀快慢的规律1. 电解引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有保护措施的腐蚀应用电解池原理有保护措施的腐蚀。2. 原电池引起的腐蚀中，两金属活动性相差越大，较活泼金属腐蚀的越快。3. 同样的电极材料，强电解质溶液引起的腐蚀弱电解质溶液引起的腐蚀非电解质引起的腐蚀。4. 对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快（除钝化外）。【过关训练】1. 下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是（）A.在铁门、铁窗表面涂上油漆B.自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐蚀措施，所以不需要停放在遮雨的地方C.家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D.把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率2. 下列容器中盛有海水，纯铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是。3. 如图所示烧杯中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：（1）若试管内液面上升，则原溶液呈性，发生腐蚀，负极反应式：，正极反应式：。（2）若试管内液面下降，则原溶液呈性，发生腐蚀，负极反应式：，正极反应式：。【问题与收获】。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - 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