【高中化学】电化学中多池串联及定量计算 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

电化学中多池串联及定量计算第4课时1.通过比较能够识别原电池、电解池，并能解决多池串联问题。2.深入理解电解原理中的守恒关系的应用。1.串联电路中原电池、电解池的识别与电极反应式的书写。2.电解过程中的相关计算。学习目标重点难点原电池和电解池的综合1.一池两用用如图所示装置进行实验：导学(2)若开始时K与M连接，则构成电解池，铁棒发生的电极反应式为2H2e=H2；石墨电极产生的现象为 有淡黄绿色气泡生成。一段时间后，溶液的pH增大。(1)若开始时K与N连接，则构成原电池，铁棒发生的电极反应式为Fe2e=Fe2；石墨电极产生的现象为有无色气泡生成。(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：_。2.多池串联(1)判断电池类型有外接电源时，各电池均为电解池。无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。根据电极反应现象判断。(2)常用解题步骤如图所示装置：导思回答下列问题：(1)甲池是 ，乙池是将 能转化为 能的装置。原电池电化学(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。提示A极：负极，CH48e10OH=7H2OB极：正极，2O28e4H2O=8OHCu极：阳极，Cu2e=Cu2Ag极：阴极，Cu22e=CuPt()极：阳极，2Cl2e=Cl2Pt()极：阴极，Mg22H2O2e=H2Mg(OH)2选项开关状态溶液A 电极B说明A打开K1，闭合K2NaCl石墨正极反应：O22H2O4e=4OHB打开K1，闭合K2NaClZn金属Zn受到腐蚀C打开K2，闭合K1CuSO4Cu铁表面镀铜D打开K2，闭合K1CuSO4粗铜电解法精炼铜1.如图所示装置，下列说法不正确的是导练打开K2，闭合K1为电解池，Fe为阴极，Cu为阳极，阳极的金属铜逐渐溶解，阴极上Cu2得电子生成Cu附着在铁的表面，C正确；打开K2，闭合K1为电解池，Fe为阴极，粗铜为阳极，电解法精炼铜时阴极应该是纯铜，D错误。打开K1，闭合K2为原电池，Fe为负极，石墨为正极，正极上氧气得电子，则正极反应：O22H2O4e=4OH，A正确；打开K1，闭合K2为原电池，Zn为负极，Zn失去电子形成Zn2，负极逐渐被腐蚀，B正确；2.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是A.当K闭合时，甲装置在电路中作电源B.当K断开时，乙装置锌片溶解，有氢气产生C.当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D.当K闭合后，甲、乙装置中pH变大，丙装置中pH不变3.如图装置闭合电键时，电流表的指针将发生偏转。试回答下列问题：(1)A池是 ，Zn的电极名称是 ；B池是 ，Pt的电极名称是 。原电池负极电解池阳极A池电极是Cu和Zn两种活性电极，B池是Pt和C两种惰性电极，则A池是原电池，Zn作负极；B池是电解池，Pt电极是阳极。(2)写出下列有关反应：Zn极的电极反应式：；Pt极的电极反应式：。Zn电极是负极，发生氧化反应生成Zn2，电极反应式为Zn2e=Zn2。Pt电极是阳极，发生氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O4e=4HO2。Zn2e=Zn22H2O4e=4HO2(3)B池中的总反应的化学方程式为 。B池中C电极是阴极，Cu2发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu22e=Cu，综合考虑阳极反应推知，电池总反应式为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。(4)如果要用B池给铁片镀上一层Cu，则B池应作何改进：。用B池给铁片镀上一层Cu，则铁片作阴极，Cu电极作阳极，故将Pt换成Cu，C换成Fe片即可。Pt换成Cu，C换成Fe片电解池的定量计算导学1.常见考查方向无论是电解单一电解质溶液，还是混合溶液，一般考查电解后电极产物的质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度等。2.常用计算方法正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。1.用惰性电极电解硫酸铜溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为A.0.64 g B.1.28 gC.2.56 g D.5.12 g导练解法1根据得失电子守恒，由电极反应式计算用惰性电极电解硫酸铜溶液，在阳极产生的气体为氧气，由2H2O4e=4HO2知，产生0.01 mol 氧气转移0.04 mol电子，则根据Cu22e=Cu可推出应析出0.02 mol的铜，其质量为1.28 g。2.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c()2.0 molL1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K)为A.2.0 molL1 B.1.5 molL1C.1.0 molL1 D.0.50 molL1阳极发生的反应：2H2O4e=4HO2，阴极发生的反应：Cu22e=Cu,2H2O2e=H22OH，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，即均生成1 mol的气体，根据电子守恒：2H24eO2、2Cu4eO2，阳极生成1 mol氧气说明转移4 mol电子，而阴极上生成1 mol H2只得到2 mol电子，所以剩余2 mol电子由铜离子获得，c(Cu2)1 molL1，电解前根据电荷守恒：c(K)2c(Cu2)2c()，c(K)(2.0212)molL12.0 molL1。3.如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：(1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。铜电极增重，说明银在铜电极析出，则铜电极为阴极，X为负极。负(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)。C中铜电极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子；由4eO2可知，B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL；但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即全部Cu2在阴极放电后，H接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2已被电解完；由2eCu，可知n(Cu2)0.005 mol，则c(CuSO4)0.025 molL1。0.025 molL1(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl，则电解后溶液的pH (Kw1.01014)。由4e4OH知，A中生成0.02 mol OH，则c(OH)0.1 molL1，pH13。1312自我测试1.把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是A.电路中共转移0.6NA个电子B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 molC.阴极质量增加3.2 gD.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 molL1312自我测试3阴极析出铜0.1 mol，即6.4 g，C错误；电解后溶液的体积未知，不能计算硫酸的浓度，D错误。自我测试122.用如图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极)，供选择的有4组电解液，要满足下列要求：工作一段时间后A槽的pH上升，B槽的pH下降；b、c两极上反应的离子的物质的量相等，应选择的电解质溶液是A.A槽NaOH溶液；B槽CuSO4溶液B.A槽AgNO3溶液；B槽CuCl2溶液C.A槽Na2SO4溶液；B槽AgNO3溶液D.A槽NaCl溶液；B槽AgNO3溶液3自我测试123b是阳极，c是阴极，b、c两极上反应的离子的物质的量相等，若B槽是CuSO4溶液，c电极上消耗1 mol Cu2时转移2 mol电子，则b电极上消耗2 mol OH，不符合要求，A错误；若A槽是NaCl溶液；B槽是AgNO3溶液，b电极上有1 mol Cl被氧化时转移1 mol电子，同时c电极上有1 mol Ag被还原，D正确。铂电极是惰性电极，工作一段时间后，A槽的pH上升，电解Na2SO4溶液的实质是电解水，pH不变；电解AgNO3溶液时，生成Ag、O2和HNO3，pH下降，故B、C错误；自我测试123.(2022济南高二阶段练习)镍镉电池是一种二次电池，其工作原理如图所示(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)，下列选项正确的是3A.当K2闭合，K1断开时，电极A发生氧化反应B.当K1闭合，K2断开时，电池中pH增大C.电极B发生氧化反应时，溶液中K移向电极BD.放电时该电池的总反应为Cd(OH)22Ni(OH)2=Cd2NiOOH2H2O自我测试123当K1闭合，K2断开时，该装置为原电池，放电时该电池的总反应为Cd2NiOOH2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2，因反应不断消耗水，使得电解液pH不断增大，B正确，D错误；电极B发生氧化反应时，该装置为电解池，电极B为阳极，电极A为阴极，溶液中K移向电极A，C错误。当K2闭合，K1断开时，该装置为电解池，电极A与电源负极相连，为阴极发生还原反应，A错误；