高三化学教案《电化学教案》教学设计.docx

1、高三化学教案电化学教案教学设计高三化学教案：电化学教案教学设计【考点分析】考纲要求正确区别原电池、电解池、电镀池的不同，掌握原电池、电解规律的应用及有关计算的方法技巧知识结构原电池 电解池实 质 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置主要类别 干电池、蓄电池、高能电池，燃料电池举 例 电镀、精炼铜【重难点解析】一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法1.确定正负极应遵循：(1)一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 MgAl HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即MgAl Na

2、OH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。(2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极;(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。(4)根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。2.书写电极反应式应注意：第一、活性电极：负极失去电子发生氧化反应;正极上，电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时，阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;电解质溶液中的阳离子与活性电极不

3、反应时，溶解在溶液中的O2得电子，发生还原反应。第二、两个电极得失电子总数守恒。第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。二、电解池阴、阳极的判断根据电极与电源两极相连的顺序判断阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化;若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。三、电解时电极产物的判断1.阳极产物判断首先看电

4、极，如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序判断。阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F2.阴极产物的判断直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+3.电镀条件，由于阳极不断溶解，电镀液中阳离子保持较高的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。四、原电池、电解池、电镀池之比较原电池 电解池 电镀池定义 将化学能转变为电能的装置 将电能

5、转变为化学能的装置 应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置形成条件 活动性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)形成闭合回路 两电极接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路 镀层金属接电源的正极;待镀金属接电源的负极电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变)电极名称 负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子或者O2得电子 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：电极金属失电子阴极：电镀液中镀层金属的阳离子得电子(在电镀控制的条件下，水电离产生的H+、OH一般不放电)电子的流向

6、负极导线正极 电源负极导线阴极电源正极导线阳极 同电解池(1)同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。(2)同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时得失电子数相等;在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结类型 电极反应特点 电解质溶液类别 实例 电解对象 电解质浓度 PH 电解质溶液复原电解水型 阴极：4H+4e=2H2阳极：4OH-4e =O2+2H2O 强碱 NaOH 水 增大 增大 加水含氧酸 H2SO4 水 增大 减小 加水活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4

7、 水 增大 不变 加水分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 无氧酸(除 HF外)、 HCl 电解质 减小 增大 加氯化氢不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) CuCl2 电解质 减小 减小 加氯化铜放氢生碱型 阴：水放H2生碱阳：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 加氯化氢放氧生酸型 阴：电解质阳离子放电阳：水放O2生酸 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜六、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则：(1)电池的负极一定是可燃性气体(如H2、CO、CH4)在失电子时，发生氧化反应，电池的正

8、极一定是助燃性气体(如O2)，在得电子时，发生还原反应。(2)电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。(3)电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式，也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。(4)写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。例如：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，电解质溶液是KOH，其中H2为负极，O2为正极，电极反应式为：正极 O2+2H2O+4e=4OH 还原反应 负极 2H2+4OH4e=4H2O 氧化反应电解质溶液中的OH和电极反应式中OH相对应，符合原子守恒，电荷守恒。七、金属的腐蚀和防护金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学

9、反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀 电化腐蚀条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象 无电流产生 有微弱电流产生本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜酸性较强(pH原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极八、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法1.单池判断：原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。2.多池组

10、合判断：无外电源：一池为原电池，其余为电解池;有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。九、电解后pH变化判断先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物：如果只产生H2而没有O2，则pH变大;如果只产生O2而无H2，则pH变小;如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小;若原溶液呈碱性，则pH增大;若原溶液呈中性，pH不变;如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7。十、电化学计算题解题时要注意电极反应式的正确书写，可根据电解方程

11、式或电极反应式列式求解;还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解;或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最后根据关系式列式计算。常见微粒间的计量关系式为：4e?4H+4OH?4Cl?4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。电化学专题测试题单选题(2分24=48分)1.一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，H2O2仅为还原产物，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有关说法正确的是 ( )A.电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧B.电解池中硫酸溶液的pH保持不变C.产生臭氧的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+D.产生双

12、氧水的电极反应式为2H2O-2e-= H2O2+2H+2.将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中，下列叙述正确的是： ( )A.过一段时间，试管中的导管内水柱上升B.试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快D.试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为：2Cl-2e-=Cl23.下图中能验证用惰性电极电解NaCl溶液(含酚酞)的电解产物的装置的是( 表示直流电源，I表示电流强度，e-表示电子) ( )4.如下图所示两个装置，溶液体积均为200 mL，开始电解质溶液的浓度均为0.1 mol?L-1，工作一段时间后，测得导线上通过0.02 m

13、ol电子，若不考虑盐水解和溶液体积的变化，则下列叙述正确的是( )A.产生气体的体积：?B.电极上析出固体的质量：?C.溶液的pH变化：增大，减小?D.装置的电极反应式为：?阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：2H+2e-=H25.下列图示中关于铜电极的连接错误的是 ( )铜锌原电池 电解精炼铜 镀件上镀铜 电解氯化铜溶液6.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是 ( )A.从E口逸出的气体是H2B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C.标准状况下每生成22.4 LCl2，便产生2 mol NaOHD.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度7.

14、有关如右图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶KCl饱和溶液) ( )A.反应中，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液B.取出盐桥后，电流计依然发生偏转C.铜片上有气泡逸出D.反应前后铜片质量不改变8.把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中，发生如下反应：A+B2+=A2+B，以下叙述正确的是 ( )A.常温下金属A一定能与水反应，B一定不能与水反应B.A与B用导线连接后放入酒精中，一定形成原电池C.A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中，一定有电流产生D.由A与B形成的原电池，A一定是正极，B一定是负极9.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下

15、，电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2 。下列说法正确的是( )A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成10.下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是 ( )A.粗铜板体作阳极B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2+2e-=CuC.粗铜中所含Na、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%11.电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是 ( )A.0.10mo

16、l/L Ag+ B.0.20mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+12.生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应式为： C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+。下列有关说法不正确的是 ( )A.C1极为电池负极，C2极为电池正极B.C2极的电极反应式为O2+4H+ +4e-=2H2OC.该生物燃料电池的总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2OD.电子由C2极经外电路导线流向C1极13.铅蓄

17、电池是典型的可充电池，在现代生活中有着广泛的应用，其充电、放电按下式进行：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，有关该电池的说法正确的是 ( )A.放电时，蓄电池内电路中H+向负极移动B.放电时，每通过1mol电子，蓄电池就要消耗2molH2SO4C.充电时，阳极反应：PbSO4 +2e-=Pb+SO42-D.充电时，铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连14.下列说法正确的是 ( )A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的数目为阿伏加德罗常数的值B.与Al反应生成H2的无色溶液中，一定可以大量存在Na+、NO3、Cl、NH4+C.用铂电极电解CuSO

18、4溶液片刻，停止通电，若加入一定质量Cu(OH)2可得初始溶液D.1 mol CH4在反应与中，转移的电子数相同CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2O15.Z为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，水槽中盛有足量CuSO4溶液，X、Y为石墨电极。接通电路后，发现Z上的d点显红色。下列说法正确的是( )A.接通电路后，水槽中溶液的pH不变B.b是正极，Y电极上发生氧化反应C.同温同压F，X、Y两电极上产生气体的体积相等D.d点显红色是因为接通电路后OH-向d点移动16.已知氧元素有16O、18O两种核素，按中学化学知识要求，下列说法正确的是 ( )A.Na2

19、O2与H218O反应时生成产生18O2气体B.向2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡体系中加入18?O2，结果18?O2只出现在产物中C.CH?3?COOH和CH3CH?218?OH发生酯化反应时，产物中分子式为H218?OD.用惰性电极电解含有H218?O的普通水时，阳极可能产生三种相对分子质量不同的氧分子17.将AsO43+2I+2H+ AsO33+I2+H2O设计成如右图所示的电化学装置，其中C1、C2均为石墨棒。甲、乙两组同学分别进行下述操作：甲组：向B烧杯中逐滴加入浓盐酸乙组：向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液下列描述中，正确的是 ( )A.甲组操作过程中，C1做正极B

20、.乙组操作过程中，C2做负极，电极反应式为：AsO33+2e+2OH=AsO43+H2OC.两次操作过程中，微安表(G)指针的偏转方向相反D.甲组操作时该装置为原电池，乙组操作时该装置为电解池18.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述不正确的是( )A.放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO2-4+4H2OC.放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeSO4被

21、氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强19.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+ Ag2O= Cu2O+Ag下列有关说法正确的是 ( )A.工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥B.负极的电极反应式为 2Cu+2OH-2e-=Cu2O + H2OC.测量原理示意图中，电流方向从Cu 经过导线流向Ag2OD.电池工作时，溶液中 OH-向正极移动20.使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。下列有关某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的说法中，不正确的是 (

22、 )A.正极反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-B.负极反应：H2 - 2e- = 2H+C.当正极消耗11.2 L O2时，负极消耗22.4 L H2D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池21.铜的冶炼大致可分为：富集：将硫化物矿进行浮选;焙烧，主要反应为：2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);制粗铜，在1200发生的主要反应为：2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2;电解精炼。下列说法正确的是 ( )A.上述灼烧过程的尾气均可直接排入空气B.由6mol CuFeS2生成6mol Cu，反

23、应共消耗18mol O2C.反应2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2中，氧化剂只有Cu2OD.电解精炼时，粗铜应与外电源正极相连22.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列说法不正确的是 ( )A.放电时，负极的电极反应式：Li-e- Li+B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C.该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中Li+向负极移动23.出土的锡青铜(铜锡合金)

24、文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 ( )A.锡青铜的熔点比纯铜高B.在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程24.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，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：O2+2H2O+4e-=4OH-B.以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH-3e=Al(OH)3C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程

25、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非选择题25.(8分)Na与S反应可以生成多种产物：Na2S，Na2S2Na2S5。已知Na2S2的电子式为 则S32-的电子式为 。已知Na2S3+2HCl = 2NaCl+H2S+2S，试写出Na2S5与醋酸反应的离子方程式： 。工业上常用电解熔融NaCl制Na，事实上电解许多熔融的钠的化合物也能制备Na，如NaOH、Na2CO3。试写出电解熔融NaOH的反应方程式： ，若电解熔融Na2CO3时有CO2气体产生，则阳极电极反应式为 。26.(6分)右图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指

26、针总是偏向电源正极。As(砷)位于元素周期表中第四周期VA族，则Na3AsO4溶液的pH_(填“7”“7(1分) 无色溶液变成蓝色(1分) AsO43-+2H+2e-=AsO33-+H2O(2分)I2+AsO33-+H2O=2H+2I-+AsO43-或I2+AsO33-+2OH-=H2O+2I-+AsO43-(2分)27.(6分) (1)2H+2e-=H2(或2H2O+2e-=H2+2OH-) (1分)2Cl-+2H2O电解Cl2+H2+2OH(2分)- (2分)(2)Fe-2e-=Fe2+(1分)28.(6分)Cu(1分) Fe3+e-=Fe2+(1分) Ag(1分)MnO42e-=MnO4

27、(1分)15.5(2分)29.(6分) (1)CO、CO2(1分) (2)Na2O+H2O=2NaOH(1分)(3)试纸先变红，随后红色区域扩大，后被漂白褪色(2分)2H+2e-=H2(2H2O+2e-= H2+2OH-) (1分)(4)NaCl(1分)30.(12分) (1)正(1分)(2)Ag(1分) 2.16(2分)(3)21/21(2分)(4)不变(1分) 不变(1分) 增大(1分) 减小(1分)(5)45.18(2分)。31.(11分) (1)负极(1分) 逐渐变浅(1分) 氢氧化铁胶体粒子带正电荷(1分)(2)1222 (2分)(3)镀件(1分) AgNO3(1分) 5.4g(2分) 变小(1分)(4)Fe + Cu2+ 电解 Cu + Fe2+(1分)32.(9分) (1)为了防止亚铁化合物被氧化(1分)(2)CO2 H2O NH3 (2分)(3)Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+(2分)(4)(2分)(5)FePO4+Li+e-=LiFePO4(2分)33.(8分)(1)锂(1分) (1分)(2) (2分)(3)出现白雾，有刺激性气体生成(1分) (1分)(4)锂是活泼金属，易与 、 反应; 也可与水反应(2分)