1、第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络本章小结第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀一层其他金属的装置装置举例第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络原电池电解池电镀池形成条件活泼性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入
2、其中并与电极自发反应)形成闭合回路自发的氧化还原反应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正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子装置特征无电源，两极材料不同有电源，两材料可同可不同同电解池第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络原电池电解池电镀池电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：金属失电子，发生氧化反应正极：溶液中的阳离子得电子，发生还原反应阳极：氧化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金
3、属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中镀层金属的阳离子得电子第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络原电池电解池电镀池电子流向同电解池带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池是否自发自发不自发不自发第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络原电池电解池电镀池主要应用金属的电化学腐蚀制造化学电源氯碱工业电冶金精炼铜增强金属抗腐蚀能力增加美观和表面硬度实质均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等联系原电池可以作为电解池、电镀池的电源第四章 电化学基础 化学（人教
4、版）课后强化作业专题归纳应用知识网络注意：电化学装置是近几年高考的热点，需注意：(1)记清原电池与电解池的电极名称、电极反应类型。(2)注意串联电路中，相同时间内通过各电极的电量相等。(3)记清电镀池的特殊结构。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例1】(2009天津理综)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_。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳
5、应用知识网络(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，电池可连续不断地提供电能。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：.2LiH22LiH.LiHH2OLiOHH2第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体的密度为0.82 g/cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH的体积与被吸收的H2的体积比为_。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。第四章 电
6、化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析(1)氢氧燃料电池是原电池装置，将化学能转化为电能，在燃料电池中通过H2的一极发生了氧化反应为负极，所以电子流向为ab。(2)书写该原电池的电极反应式时要注意溶液的酸碱性，KOH为电解质溶液时，负极反应式为：H22OH2e2H2O。(3)由题干信息可知电极表面镀铂粉的目的是为了增强铂吸附气体的能力，可加快电极的反应速率。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络中消耗H2 10mol，则生成LiH为20 mol，则中可生成H2 20 mol,20 mol H2在燃料电池的负极反应，则转移40mol 电子，若能量
7、转化率为80%，则转移32 mol 电子。答案(1)由化学能转化为电能 由a到b(2)2H24OH4e4H2O或H22OH2e2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率(4)Li H2O 1/1148 或8.71104 32第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例2】(2009全国卷理综)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络(1)接通电源，经过一
8、段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_；电极c的质量变化是_g；第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析 由(1)中信息c的电极质量增加知：c极上析出铜，故c为阴极，d为阳极，e为阴极，f为阳极，N为正极，M为负极，a为
9、阴极，b为 阳极，甲烧杯中b极上发生反应为4OH2H2OO24e。电解K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水的质量为m，则100 g10.00%(100 gm)10.47%，解得m4.5 g，即0.25 mol H2O，每电解2 molH2O转移4 mol 电子，故整个装置发生电极反应转移0.5 mol电子，产生O2的体积为VnVm22.4Lmol12.8 L。c极上析出铜的质量为64gmol116 g。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络电解NaOH溶液实质是电解水，c(OH)增大，碱性增强；电解CuSO4溶液总反应式为：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O
10、2，生成H2SO4，酸性增强；丙中K2SO4为中性溶液，电解水后溶液仍呈中性，即溶液酸碱性无变化。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络答案(1)正 4OH4e2H2OO2 水减少的质量：100g(14.5 g，生成O2的体积：22.4 Lmol12.8 L 16第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH溶液增大酸性增大，因为阳极上OH放电生成O2，溶液中H离子浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性。(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已经变为H2SO4
11、溶液，反应也就变为水的电解反应第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例3】(2006重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放 电 时：正 极 的 电 极 反 应 式 是_；电 解 液 中 H2SO4 的 浓 度 将 变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图所示连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_、B电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将
12、_。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析 原电池的正极上得电子、负极上失电子，根据电池总反应式，正极反应为：PbO22e4HSOPbSO42H2O。负极反应为：Pb2ePbSO4 质量增加2 mol 96 g1 mol m求得m48 g。电解池中与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为：PbSO42e2H2OPbO24H；阴极反应为：PbSO42ePb。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络根据图示，电解一段时间后，原PbO2极(阴极)变成Pb，原Pb极(阳极)变成PbO2，即正负极对
13、换。答案(1)PbO22e4HPbSO42H2O；小；48(2)Pb；PbO2；对换第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络1.基本方法(1)根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式中的计量关系进行计算先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络(3)根据关系式计算借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O24e4H4OH4Ag2Cu。2解
14、决电解问题的基本思路模式(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例4】用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为()第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析 由题意分析得：阴极、阳极发生的电极反应分别为阴
15、极：4Mx4xe4M 阳极：4xOH4x e2xH2Ox O2根据阴、阳两极转移电子的数目相等，设M的相对原子质量为Ar。得关系式4Mx4x ex O24Ar g 22.4 x La g b L答案 C第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例5】用质量均为100 g的铜片作电极，电解AgNO3溶液，电解一段时间后两极质量相差28 g，此时阳极质量为()A121.6 gB93.6 gC89.6 gD88.2 g解析 设阳极溶解铜x mol，则转移电子2 x mol，阴极析出银2 x mol，有1082x64 x28，解得x0.1，即阳极溶解铜6.4 g，剩余93.6
16、 g。故正确答案为B。答案 B第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例6】用惰性电极电解2 L 1.0 molL1 CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换正负极继续电解，电路中又通过了1 mol电子，此时溶液中c(H)(假设溶液体积不变)为()A1.5 molL1B0.75 molL1C0.5 molL1D0.25 molL1第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析 调换正负极前后电极反应式如下：调换前：阳极：4OH4e2H2OO2阴极：2Cu24e2Cu调换后：阳极：2Cu4e2Cu2(先),4OH4e2H2OO2(
17、后)阴极：2Cu24e2Cu故电路中转移的1.5 mol电子中，只有1 mol由OH放电产生，即消耗的n(OH)1 mol，亦即溶液中积累的n(H)1 mol，则c(H)0.5 molL1。答案 C第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例7】常温下，电解200 mL物质的量浓度都是0.2mol/L NaCl与CuSO4混合溶液，理论上阴极收集到气体的体积为 896 mL(气体体积已换算成标准状况下的体积)试回答：(1)写出阴极、阳极两极的电极反应式。(2)阳极收集到气体的体积为多少mL?第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析 本题考
18、查物质的量在电解中的应用。属于中等难度题。溶液中阴极上的离子放电的顺序为：Cu2、H、Na，有0.04 mol H2生成，说明Cu2已经全部放电。转移电子的物质的量之和为0.04 mol20.04 mol20.16 mol；阳极离子放电顺序为Cl、OH、，所 以生成气体为Cl2，由Cl守恒得n(Cl2)0.02 mol。生成O2的物质的量为0.03 mol，阳极生成的气体的总体积为(0.02 mol0.03 mol)22.4 L/mol1.12 L。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络答案(1)阴极：Cu22eCu 2H2eH2阳极：2Cl2eCl2 4OH4e2
19、H2OO2(2)阴极收集的气体是氢气n0.04 moln(Cu2)0.04 mol n(Cl2)0.02 mol 依据得失电子守恒得出：n(O2)0.03 mol V672 mL第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络【例8】常温下用惰性电极电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中、所示(以下气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息回答下列问题。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络(1)通过计算推测：原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度。t2时所得溶液的pH。
20、(2)若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200 mL，经过一段时间后两极均得到224 mL气体，则原混合溶液中的氯离子浓度的取值范围为_，铜离子浓度的取值范围为_。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络解析(1)阳极首先逸出的是Cl2，n(NaCl)2n(Cl2)20.02 mol，则c(NaCl)0.1 mol/L。阳极得到的336 mL气体中，含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2，转移电子的物质的量为：0.01 mol20.005 mol40.04 mol.。此过程中阴极刚好全部析出铜，n(CuSO4)n(Cu)0.04mol20.0
21、2 mol，则c(CuSO4)0.1 mol/L。t2时溶液中c(Na)0.1 mol/L，c()0.1 mol/L，根据电荷守恒有：c(H)20.1 mol/L 0.1 mol/L0.1 mol/L，即溶液的pH1。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络(2)根据极值法可解得：阳极首先逸出的是Cl2，当氯离子电解完毕后，此时逸出的是O2，若阳极得到的224 mL气体全为Cl2时，c(Cl)最大，其值为0.1 mol/L，此时转移电子的物质的量为0.02 mol；若阳极得到的224 mL，气体全为O2时，c(Cl)最小，其值为0 mol/L，此时转移电子的物质的量为
22、0.04 mol，由此可求得电解过程中转移电子的物质的量的范围介于0.020.04 mol之间。阴极上首先析出Cu，当铜离子电解完毕后，开始有H2逸出，当阴极产生224 mL H2时，消耗电子的物质的量为0.02 mol，因此铜离子得到电子的物质的量的范围在00.02 mol之间，由此可得c(Cu2)的范围。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络答案(1)所求两种溶液的物质的量浓度均为0.1mol/L。所得溶液的pH1。(2)0 mol/Lc(Cl)0.1mol/L 0 mol/Lc(Cu2)0.05 mol/L第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳
23、应用知识网络1.明确电极反应规律(1)阴极：得电子，还原反应(一般)电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。(2)阳极：失电子，氧化反应若为金属(非惰性，Au、Pt除外)电极，电极失电子；若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”得电子。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络2准确判断离子放电顺序离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。(1)阳离子放电顺序上述顺序表明在金属活动性顺序中，越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但Fe3氧化性较强，排在Cu2之前。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络
24、(2)阴离子放电顺序若是活泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络3联系分析电解问题的基本思路模式(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。(3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象，水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络4判断电解后溶液pH变化的方法根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对
25、电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下：(1)若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。(2)若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。(3)若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络1.在电解过程中，无论什么材料的电极，其阴极质量一定不会减少，阳极质量一定不会增加。2在电解过程中，若某电极质量减小，则该电极一定是与电源正极相连的活性阳极，若电极质量增加，则该电极一定是与电源负极相连的阴极，此时溶液中一定存在氧化性强于H的金属离子。第四章 电化学基础 化学（人教版）课
26、后强化作业专题归纳应用知识网络3在电解过程中，若阳极质量不变，则阳极一定是惰性电极，且此电极上一定有气体产生。若阴极质量不变，则此电极上一定有气体产生，该气体一定是H2。4溶液中若阳离子的放电能力强于H，而阴离子的放电能力强于OH时，电解的实质一定是电解质本身，如CuCl2。5溶液中若阳离子的放电能力强于H，而阴离子的放电能力弱于OH时，电解的实质是电解质的阳离子和水电离出的OH放电，溶液的pH一定变小，如CuSO4。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络6溶液中若阳离子的放电能力弱于H，而阴离子的放电能力强于OH时，电解的实质是电解质的阴离子和水电离出的H放电，溶
27、液的pH一定变大，如NaCl。7溶液中若阳离子的放电能力弱于H，而阴离子的放电能力弱于OH时，电解的实质是电解水，溶液的浓度一定变大。若原溶液呈酸性则溶液的pH变小，如H2SO4。若原溶液呈碱性，则溶液的pH变大，如NaOH。若原溶液呈中性则溶液的pH不变，如Na2SO4。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络8在电解过程中，若电解质溶液的浓度保持不变，则阳极一定是用电解质阳离子的金属电极的材料构成，且阳极质量一定减小。而阴极一定有与阳极相同的金属单质析出。9在电解过程中，若电解质溶液的质量增加，则表明阳极一定是活性电极；若电解质溶液的质量减小，则表明阳极不溶解，或阳极虽溶解，但其金属的相对原子质量一定比原电解质溶液中阳离子对应的金属的相对原子质量小。第四章 电化学基础 化学（人教版）课后强化作业专题归纳应用知识网络