高二-化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1、特選高二-化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化PAGE PAGE 28高三 化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反響和電池反響方程式銅鋅原電池原理、飽和氯化鈉溶液、氯化銅溶液、水的電解2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施.考試熱點(diǎn)1.原電池的工作原理，電極反響及電池反響方程式的分析與判斷的考查2.電解池的工作原理、電極反響、電池反響方程式的書寫、電極產(chǎn)物的判斷及結(jié)合兩極電子守恒進(jìn)行簡單計算的考查3.以化學(xué)電源為背景考查原電池原理4.結(jié)合實際生產(chǎn)、生活考查金屬的電化學(xué)腐蝕及其危害與防護(hù).新授過程一 調(diào)

2、整狀態(tài) 二 檢查作業(yè) 回憶上節(jié)內(nèi)容三 新授談話互動啟發(fā)知識規(guī)律方法1原電池(1)概念：將轉(zhuǎn)化為的裝置(2)本質(zhì)：自發(fā)的氧化復(fù)原反響(3)裝置：以鋅銅原電池為例填表電極電極材料電極反響反響類型得失電子的粒子電子流動方向負(fù)極正極(4)構(gòu)成條件：有的電極；有電解質(zhì)溶液；形成閉合回路思考 1 在原電池中，離子如何移動？2 原電池的形成會加快化學(xué)反響速率，為什么？例1.判斷以下幾個學(xué)生設(shè)計的裝置，能形成原電池的是 ，指出正負(fù)極，寫出電極反響式例205上海關(guān)于如右圖所示裝置的表達(dá)，正確的選項是()A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B銅片質(zhì)量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅 D氫離子在銅片外表被復(fù)原例3飛船上使用

3、的氫氧燃料電池，其電池反響為：2H2O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反響保持在較高溫度，使H2O蒸發(fā)，那么以下表達(dá)中正確的選項是()A此電池能發(fā)出藍(lán)色火焰BH2為正極，O2為負(fù)極C工作時，電解質(zhì)溶液的pH不斷減小D電極反響的負(fù)極：2H24OH4e=4H2O；正極：O22H2O4e=4OH例上海 As2S3和HNO3有如下反響：As2S3+ 10H+ 10NO3=2H3AsO4+ 3S+10NO2+ 2H2O假設(shè)生成2mol H3AsO4，那么反響中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 。假設(shè)將該反響設(shè)計成一原電池，那么NO2應(yīng)該在 填“正極或“負(fù)極附近逸出。2.原電池正、負(fù)極的判斷方法(1)根據(jù)組成原

4、電池的兩極材料判斷一般是活動性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。(3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反響，正極總是得電子發(fā)生復(fù)原反響?？偨Y(jié)：原電池兩極的判斷方法：活潑金屬發(fā)生氧化反響向外線路提供電子原電池的負(fù)極；不活潑金屬或石墨發(fā)生復(fù)原反響接受外線路提供的電子原電池的正極。3原電池原理的應(yīng)用1.加快氧化復(fù)原反響速率2.比擬金屬的活動性強(qiáng)弱3.設(shè)計原

5、電池例利用Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag的氧化復(fù)原反響可設(shè)計原電池，畫出裝置圖，指出正負(fù)極，標(biāo)出電子的流向。假設(shè)氯化鐵溶液與銅反響？規(guī)律考點(diǎn)2金屬的腐蝕與防護(hù)1金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與枯燥氣體或非電解質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸特點(diǎn)無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬失電子變成金屬陽離子而被氧化Mne-=Mn+金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程相互關(guān)系兩種腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更嚴(yán)重2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比擬析氫腐蝕吸氧腐蝕條件 金屬在較強(qiáng)的酸性溶液中 金屬在中性或酸性很弱的溶液中 電極反響 負(fù)極(Fe)：Fe2eFe2正極(C)：2H2

6、eH2 負(fù)極(Fe)：2Fe4e2Fe2正極(C)：2H2OO24e4OH 發(fā)生情況相對較少腐蝕速率一般較快 非常普遍腐蝕速率一般較慢 聯(lián)系 兩種腐蝕常相繼發(fā)生，吸氧腐蝕為主 思考依據(jù)金屬腐蝕的本質(zhì)；設(shè)計金屬防護(hù)的方法鐵釘燒杯試管和電解質(zhì)溶液；設(shè)計實驗探究鐵釘?shù)母g是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕？3.金屬的防護(hù)(1)加防護(hù)層，如在金屬外表加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或外表鈍化等方法。(2)電化學(xué)防護(hù)犧牲負(fù)極的正極保護(hù) 原電池原理正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備 。負(fù)極：比被保護(hù)的金屬活潑的金屬 。外加電流的陰極保護(hù) 電解原理陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備 。陽極：惰性電極 (3)添加緩蝕劑

7、。例1.右圖表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的選項是Fe2+ 海水 O2 OHFeeeCeA. 該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕B. 正極為C，發(fā)生的反響為氧化反響C. 在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕D. 正極反響為：O2 + 2H2O + 4e 4OH例209上海右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各參加生鐵塊，放置一段時間。以下有關(guān)描述錯誤的選項是A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反響式是：Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕例306上海將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，

8、以下表達(dá)正確的選項是 A兩燒杯中銅片外表均無氣泡產(chǎn)生B甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C兩燒杯中溶液的pH均增大D產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢考點(diǎn)3電解原理(2)(3)電子和離子移動方向電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極；從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極思考1.為什么說電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程？2 電離和電解有何不同？3 電解規(guī)律 1放電順序2用惰性解電極電解電解質(zhì)的溶液3活性電極作陽極4用惰性解電極電解熔融的離子化合物例111上海用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的選項是A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極，另一電極用

9、銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物例207上海某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，以下表達(dá)正確的選項是A鉛筆端作陽極，發(fā)生復(fù)原反響 B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反響C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 Da點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極3、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水(1)電極反響：陽極2Cl2e = Cl2陰極：2H2e = H2(2)總反響方程式：電解2NaCl+ 2H2O =2NaOH+Cl2+H2(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣、氫氣。電鍍銅或電解精煉銅(1)兩極材料

10、：待鍍金屬或精銅做陰極，鍍層金屬或粗銅做陽極。(2)電極反響：陽極：Cu2e-=Cu2+ 陰極：Cu2+2e-=Cu 電解冶煉鈉(電解熔融NaCl)電解電極反響：陽極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2Na+2e-=2Na總反響方程式：2NaCl=2Na+ Cl2應(yīng)用：冶煉Na、Mg、Al等活潑金屬。例12023南京調(diào)研圖兩個裝置中，液體體積均為200 mL，開始工作前電解質(zhì)溶液的濃度均為0.5 mol/L，工作一段時間后，測得有0.02 mol電子通過，假設(shè)忽略溶液體積的變化，以下表達(dá)正確的選項是()A產(chǎn)生氣體體積B中陰極質(zhì)量增加，中正極質(zhì)量減小C電極反響式：中陽極：4OH4e=2H2OO2中

11、負(fù)極：2H2e=H2D溶液的pH變化：減小，增大例2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氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如以下圖所示的裝置，那么對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的選項是 Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HCl例3某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實驗。以下說法正確的選項是 A電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，主反響方程式為：CuH2SO4eq o(=,sup7(電解)CuSO4H2C電解一

12、定時間后，石墨電極上無銅析出D整個電解過程中，H的濃度不斷增大例4以下描述中，不符合生產(chǎn)實際的是 (A電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極Fe C K1 K2 NaCl飽和溶液D在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極例511閘北關(guān)于如右圖所示裝置的表達(dá)中正確的選項是A假設(shè)僅閉合K2，鐵極的電極反響式：Fe 2eFe2+B假設(shè)僅閉合K2，炭極上發(fā)生復(fù)原反響C假設(shè)僅閉合K1，電子由炭極沿導(dǎo)線流向鐵極D假設(shè)僅閉合K1，炭極的電極反響式：2H2O+O2+4e4OH-四 課堂總結(jié)： 關(guān)聯(lián)整合 三句一圖 思維導(dǎo)圖五 默想記憶 表達(dá)六 穩(wěn)固練習(xí)1

13、 由銅、鋅片和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH A不變 B先變小后變大 C逐漸變大 D逐漸變小2 假設(shè)在銅片上鍍銀時，以下表達(dá)正確的選項是 將銅片接在電池的正極上，將銀片接在電源的正極上，在銅片上發(fā)生的反響是： Ag+e-=Ag，在銀片上發(fā)生的反響是：4OH-4e-=O2+2H2O，需用CuSO4溶液，需用AgNO3溶液作電解液( )A B C D3：把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸人稀酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。假設(shè)a、b相連時，a為負(fù)極，c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，那么四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的順序為 Aabc

14、d B_acdb Ccabd D. bdca4某原電池總反響離子方程式為2Fe3Fe=3Fe2 ，能實現(xiàn)該反響的有A正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液B正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液5海南.一種充電電池放電時的電極反響為 H2+2OH2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-當(dāng)為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反響是A. H2O的復(fù)原 B. NiO(OH)的復(fù)原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化611虹口

15、. 以下圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH=4的雨水和生鐵片。觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面上升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是A. 生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生復(fù)原反響B(tài). 雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C. 墨水上升時，碳極反響式為：O2 + 2H2O + 4e 4OHD. 具支試管中溶液pH逐漸減小7實驗室中制取氫氣，最好的方法是( )。 A純鋅與稀硫酸反響 B純鋅與濃硫酸反響 C純鋅與稀鹽酸反響 D粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反響811奉賢、研究發(fā)現(xiàn)銅具有獨(dú)特的殺菌功能，能較好地抑制病菌的生長。工業(yè)上銅冶煉大致可分為：富集：將硫化物礦石進(jìn)行浮選；

16、焙燒，主要反響為：2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)；制粗銅，在1200主要的反響為：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2；電解精煉，在陰極得到精銅。以下說法不正確的選項是A上述生產(chǎn)過程中的尾氣可以通入氨水中，生產(chǎn)氮肥B電解精煉時，粗銅應(yīng)與外電源的正極相連C反響2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2中的Cu2是氧化劑D每生產(chǎn)6mol Cu，理論上需消耗11mol O2 9、以下事實不能用原電池的知識來解釋的是 A 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊 B 鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 C 鋁片不用特殊方法密閉保存 D 鋅跟稀硫酸反響

17、時，滴入少量硫酸銅溶液后，反響速率加快10、如下圖的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡.小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液片刻后可觀察到的現(xiàn)象是( ) A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)變 化 .鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜 11據(jù)報道，我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會期間為運(yùn)發(fā)動提供效勞某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，以下有關(guān)該電池的表達(dá)不正確的選項是A正極反響式為：O22H2O4e=4OHB工作一段時間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C該燃料電池的總反響方程式為：2H2O2=2H2OD用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.

18、24 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移12等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別參加過量的稀硫酸，同時向a中參加少量的CuSO4溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時間(t)的關(guān)系，其中正確的選項是()13. 用鐵片與稀硫酸反響制氫氣時，以下措施不能使反響速率加快的是 A. 加熱 B. 不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 不用鐵片，改用鐵粉1411楊浦如圖，在置于空氣的容器里盛有NaCl溶液，再放入纏繞銅絲的鐵釘，以下表達(dá)錯誤的選項是A銅絲上發(fā)生的反響為：O2+4e+2H2O4OH B鐵釘上發(fā)生的反響為：Fe-3eFe3+ CNaCl的存在能加快鐵釘?shù)母g

19、速率D一段時間后鐵釘上出現(xiàn)紅棕色物質(zhì)15(14分)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請答復(fù)以下問題：(1)假設(shè)X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，那么：電解池中X極上的電極反響式為_，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_。電解液中向X極方向移動的離子是。Y電極上的電極反響式為_，檢驗該電極反響產(chǎn)物的方法是_。(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，那么：X電極的材料是_，電極反響式為_。Y電極的材料是_，電極反響式為_。溶液中的c(Cu2)與電解前相比_(填“變

20、大、“變小或“不變)。(3)如利用該裝置實現(xiàn)鐵上鍍鋅，電極X上發(fā)生的反響為_，電解池盛放的電鍍液可以是_或_(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。16(1)2H2eH2有氣體放出，溶液變紅Na、H2ClCl22e把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色，說明生成了Cl2(2)純銅Cu22eCu粗銅CuCu22e變小(3)Zn22eZnZnCl2ZnSO4(答案不惟一，合理即可)體驗高考12023浙江高考10將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板外表上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)a已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)b，如下圖。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。以下說法正確的選項是A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反響為：O22H2O4e4OHC液滴下的Fe因發(fā)生復(fù)原反響而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成FeOH2