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2019-2020年高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化教学案苏教版必修2[课标要求]1.通过实验探究认识化学能可以转化为电能2.从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件3.会书写简单的原电池电极反应式及电池总反应方程式4.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点 1.构成原电池的条件1有活泼性不同的两个电极;2电极插入电解质溶液中;3电极间形成闭合回路;4能自发地发生氧化还原反应2.原电池工作原理口诀原电池分两极正、负;负极氧化正极还原;电子由负极流向正极;阳离子向正极阴离子向负极3.原电池正、负极的判断化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极;化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极4.钢铁发生电化学腐蚀的电极反应和总反应负极反应Fe-2e-===Fe2+,正极反应O2+4e-+2H2O===4OH-,总反应2Fe+O2+2H2O===2FeOH2,4FeOH2+O2+2H2O===4FeOH3原电池及其工作原理1.实验探究[实验1]把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象[实验2]把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象实验
1、2现象实验
1、2中现象相同,均为锌片周围有气泡产生,铜片周围无明显现象实验结论锌在金属活动性顺序中位于氢前面,能置换酸中氢;铜片在金属活动性顺序中位于氢后面,不能置换酸中氢[实验3]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来,观察实验现象[实验4]在导线中间接一个灵敏电流计,观察实验现象实验
3、4现象锌片周围无气泡产生,铜片周围有气泡产生;电流计指针发生偏转实验结论锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中,导线中有电流产生2.原电池1概念将化学能转变为电能的装置2工作原理以锌-铜-稀H2SO4原电池为例3构成条件a.有活泼性不同的两个电极b.电极插入电解质溶液中c.电极间构成闭合回路d.能自发地发生氧化还原反应4原电池的电极反应负极→流出电子→发生氧化反应,正极→流入电子→发生还原反应[特别提醒] 原电池的正极是导体,它不参与化学反应;负极反应不一定是负极材料本身的反应,有的原电池的负极既是导体又是负极反应物如铜锌原电池,有的原电池负极的作用是导体如H
2、O2燃料电池,它不参与化学反应1.将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中,则铁片上发生什么反应,电极反应式如何书写?提示镁比铁活泼,镁作负极,铁作正极,铁电极上发生还原反应,电极反应式是2H++2e-===H2↑2.原电池的电极材料都必须是金属吗?提示原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属,也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料如石墨,在燃料电池中,电极本身均不发生反应,故两极均可用惰性材料3.原电池内部阴、阳离子是如何移动的?提示阴离子向负极移动,阳离子向正极移动1.原电池的判断2.原电池正负极的判断1.判断正误正确的打“√”,错误的打“×”1原电池是一种电能转化为化学能的装置 2负极失去电子发生氧化反应 3正极是电子流出极 4用导线连接的铜片和锌片插入到稀H2SO4中,锌片上有大量气泡产生 解析1原电池是一种将化学能转化为电能的装置3正极是电子流入的一极4H+在铜片上被还原成H2,铜片上会有大量气泡产生答案1× 2√ 3× 4×2.如图所示的装置,能够组成原电池产生电流的是________解析A项中两个电极相同;B项中蔗糖是非电解质;C、D项没有形成闭合回路,因此A、B、C、D都不符合原电池的构成条件,不能产生电流答案EF原电池原理的应用1.钢铁的电化学腐蚀1电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触,发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀2钢铁的电化学腐蚀电解质溶液钢铁表面水膜中含有H+和OH-,还溶有O2等气体电极负极材料Fe,电极反应Fe-2e-===Fe2+正极材料C,电极反应O2+4e-+2H2O===4OH-总反应2Fe+O2+2H2O===2FeOH2,进一步被氧化,4FeOH2+O2+2H2O===4FeOH3,FeOH3易分解生成铁锈Fe2O3·xH2O2.金属活动性强弱的判断由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生1装置甲中负极的电极反应式是A-2e-===A2+2装置乙中正极的电极反应式是Cu2++2e-===Cu3四种金属活动性由强到弱的顺序是DABC1.锌与稀硫酸反应时,若滴几滴硫酸铜溶液,反应速率会加快,试分析其原因提示滴加硫酸铜溶液后,会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜,生成的铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池,从而加快锌与稀硫酸的反应2.已知反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+,请将该反应设计成原电池,画出原电池装置图并标出正、负极提示先确定两个电极,负极失电子化合价升高,所以铜作负极,再找活泼性比铜弱的碳棒或银棒作正极;从反应中可以看出电解质溶液中必须含有银离子,所以用硝酸银溶液作电解质溶液装置图见右图原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率1原理在原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中的粒子运动时相互间干扰减小,使反应速率增大2应用实验室用Zn和稀H2SO4或稀盐酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快2.比较金属的活动性强弱1原理原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极2应用有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可知,金属活动性AB3.设计原电池1首先将已知氧化还原反应拆分为两极反应式氧化反应还原剂-ne-===氧化产物负极反应式;还原反应氧化剂+ne-===还原产物正极反应式;正极反应式+负极反应式=电池的总反应式2根据原电池的电池反应特点,结合两极反应式找出正负极材料及电解质溶液
①电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应如空气中的氧气
②电极材料的选择在原电池中,一般选择活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化,氧化性物质在正极上得到电子被还原3实例原理装置图Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑负极反应Zn-2e-===Zn2+正极反应2H++2e-===H2↑1.100mL浓度为2mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成H2的总量,可采用的方法是 A.加入适量6mol·L-1的盐酸B.加入几滴CuCl2溶液C.加入适量蒸馏水D.加入适量的NaCl溶液解析选B 加入适量6mol·L-1的盐酸,增大了溶液中cH+和nH+,反应速率加快,产生H2的量也增多,所以A不符合题意;加入适量蒸馏水或加入适量的NaCl溶液后,溶液中cH+降低,反应速率减慢;加入几滴CuCl2溶液,锌置换出少量铜,锌、铜在盐酸中构成原电池,加快了反应速率,但不影响产生H2的量,故B正确2.有A、B、D、E四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向A→B;当A、D组成原电池时,A为正极;B与E构成原电池时,电极反应式为E2++2e-===E,B-2e-===B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为 A.ABED B.ABDEC.DEABD.DABE解析选D 原电池电子由负极流向正极,负极活泼,故活动性是AB;当A、D组成原电池时,A为正极,故金属活动性为AD;B与E构成原电池时,B失去电子,即B作负极,金属活动性为BE;A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为DABE化学电源1.原理原电池原理2.优点化学电源的能量转化率比燃料燃烧大的多3.分类4.常见化学电源的组成电池名称电极材料电解质溶液负极正极锌锰干电池锌碳棒氯化铵等银锌纽扣电池锌氧化银氢氧化钾溶液铅蓄电池铅二氧化铅硫酸镍氢电池贮氢合金泡沫氧化镍氢氧化钾溶液氢氧燃料电池H2放电O2放电氢氧化钾溶液甲醇-空气燃料电池甲醇放电O2放电氢氧化钾溶液1.铅蓄电池的正、负极材料是什么?电解质溶液是什么?提示负极Pb,正极PbO2,电解质溶液稀H2SO42.氢氧燃料电池在酸性条件和碱性条件下的正极反应式相同吗?若不同,请分别写出反应式提示不相同;酸性条件下正极反应式O2+4H++4e-===2H2O,碱性条件下正极反应式2H2O+O2+4e-===4OH-3.除氢氧燃料电池外,其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些?正极放电的是什么物质?提示负极还可以是烃如甲烷、乙烷等、醇如甲醇、乙醇等、氨、煤气等可燃性气体或液体正极放电的是氧气1.常见化学电源的反应原理1锌锰干电池Zn+2NH4Cl+2MnO2===ZnNH32Cl2+2MnOOH2铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O3甲醇-空气燃料电池2CH3OH+3O2+4OH-===2CO+6H2O2.氢氧燃料电池电极材料铂铂电解质溶液氢氧化钾溶液盐酸电池反应原理电极反应负极2H2+4OH--4e-===4H2O正极O2+2H2O+4e-===4OH-负极2H2-4e-===4H+正极O2+4H++4e-===2H2O总反应2H2+O2===2H2O[特别提醒] 1燃料电池的本质是燃料与氧化剂之间能够发生自发的氧化还原反应,且能够对外放出能量2燃料电池在使用过程中,并没有发生燃料的燃烧,而是燃料和氧化剂分别在两极放电,将化学能转化为电能3燃料的燃烧是一种剧烈的氧化还原反应,而燃料电池中发生的氧化还原反应则是缓和平稳的4燃料燃烧时,大量的热能释放到空气中,能量利用率低,燃料电池工作时,能量转化率较高,是一种高效、环境友好的发电装置1.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的基本反应是X极O2+H2O+2e-===2OH-Y极H2+2OH--2e-===2H2O下列说法正确的是 A.X是负极 B.Y是正极C.Y极上发生还原反应D.Y极上发生氧化反应解析选D 由电极反应式可知,X极上发生还原反应,X是电池的正极,Y极上发生氧化反应,Y是电池的负极2.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池某种锂电池的总反应式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法正确的是 A.Li是正极,电极反应为Li-e-===Li+B.Li是负极,电极反应为Li-e-===Li+C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-===MnOD.Li是负极,电极反应为Li-2e-===Li2+解析选B 由总反应+O2===O2可知,Li元素在反应后化合价升高0→+1,Mn元素在反应后化合价降低+4→+3Li失电子被氧化,在电池中作负极,电极反应为Li-e-===Li+MnO2在正极上得电子被还原,电极反应为MnO2+e-===MnO[方法技巧] 给出总反应,写电极反应式的方法1逐步分析法2寻找易写电极反应突破法根据总反应方程式和电解质特点,写出较易写的电极反应,然后用总反应减去该电池反应可得另一极的电极反应=-如CH4酸性燃料电池中CH4+2O2===CO2+2H2O……总反应2O2+8H++8e-===4H2O……正极反应式CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+……负极反应式[三级训练·节节过关] 1.如下图所示装置,能够组成原电池的是 解析选C A项,两电极材料相同,且不能发生氧化还原反应,不能组成原电池,错误;B项,两电极材料相同,不能组成原电池,错误;C项,装置为原电池,Zn为负极,Cu为正极,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,正确;D项,乙醇溶液不是电解质溶液,不能组成原电池,错误2.下列有关电池的说法中不正确的是 A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极解析选B 手机上用的锂离子电池是可充电电池,A正确;铜锌原电池中,Cu为正极,Zn为负极,外电路中电子由负极流向正极,B错误;燃料电池将化学能转化为电能,C正确;锌锰干电池中,Zn为负极,D正确
3.如图装置所示,铜片上发生的反应为 A.Zn2++2e-===ZnB.2H++2e-===H2↑C.Zn-2e-===Zn2+D.Cu2++2e-===Cu解析选B 根据图示可知,该装置为原电池,由于还原性ZnCu,所以Zn是负极,发生氧化反应,Cu是正极,H+在正极上得到电子,发生还原反应,电极反应式是2H++2e-===H2↑
4.如图所示,把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池下列叙述正确的是 A.电流从铜片经导线流向锌片B.该装置将电能转变为化学能C.一段时间后,铜片质量减轻D.锌片发生还原反应解析选A 题给装置为原电池,把化学能转化为电能,锌作负极失去电子发生氧化反应,铜作正极,H+在Cu电极上得电子生成氢气,Cu的质量不变,电流从正极Cu沿导线流向负极Zn5.原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献1现有如下两个反应A.NaOH+HCl===NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,判断能否设计成原电池A.________,B.________填“能”或“不能”2将纯锌片和纯铜片按图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题
①下列说法正确的是__________a.甲、乙均为化学能转变为电能的装置b.乙中铜片上没有明显变化c.甲中铜片质量减少,乙中锌片质量减少d.两烧杯中溶液中的H+的浓度均减小
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率甲______乙填“”“”或“=”
③请写出图中构成原电池的负极反应式______________________电池工作时,溶液中的SO向______极移动,电池工作完成后,溶液中SO浓度________填“增大”“减小”或“不变”解析1A不能设计成原电池,原电池要求自发发生氧化还原反应,A是复分解反应,故不能;B能;2a项,甲形成了原电池,乙没有形成原电池,故甲是化学能转化为电能,乙不是,错误;b项,乙不是原电池,铜与稀硫酸不反应,正确;c项,甲中锌作负极,质量减少,错误;d项,甲烧杯中形成原电池,锌作负极,溶液中cH+减小,乙烧杯中锌直接与稀硫酸反应,cH+减小,正确形成原电池反应速率加快,故反应速率甲乙;负极失电子,Zn-2e-===Zn2+,原电池中阴离子向正极移动,即向锌极移动,硫酸根不参与氧化还原反应,故离子浓度不变答案1不能 能 2
①bd
②
③Zn-2e-===Zn2+ 负 不变
1.如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池,则锌片是 A.阴极得到电子,发生氧化反应B.正极得到电子,发生还原反应C.阳极失去电子,发生还原反应D.负极失去电子,发生氧化反应解析选D 原电池的两极是以正、负极命名;在酸性溶液中比较活泼的一极是负极,所以锌片是负极,负极失去电子发生氧化反应2.下列关于原电池的叙述正确的是 A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极解析选B A项,氢氧燃料电池的两电极都可用金属铂作电极,错误;B项,原电池是将化学能转变为电能的装置,正确;C项,在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被氧化,错误;D项,原电池放电时,电流的方向是从正极到负极,错误3.已知空气-锌电池的电极反应如下锌电极Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;石墨电极O2+H2O+2e-===2OH-可以判断石墨电极是 A.负极,发生还原反应 B.正极,发生氧化反应C.负极,发生氧化反应D.正极,发生还原反应解析选D 在电池中,失去电子的一极是负极,发生氧化反应,得到电子的一极是正极,发生还原反应
4.如图是氢氧燃料电池构造示意图下列说法不正确的是 A.a极是负极B.电子由b通过溶液流向aC.该电池总反应是2H2+O2===2H2OD.氢氧燃料电池是环保电池解析选B A项,氢氧燃料电池中,通入氢气的a极为负极,正确;B项,通入氧气的b极为正极,电子由a经过导线流向b,错误;C项,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2===2H2O,正确;D项,氢氧燃料电池反应产物是水,无污染,是环保电池,正确5.钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是 A.2H++2e-===H2B.2H2O+O2+4e-===4OH-C.Fe-2e-===Fe2+D.4OH--4e-===2H2O+O2解析选C 原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应,电子经导线传递到正极,则钢铁发生电化学腐蚀时,负极是铁失去电子,发生的反应是Fe-2e-===Fe2+6.如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下则卡片上的描述合理的是 A.
①②③ B.
②④C.
④⑤⑥D.
③④⑤解析选B 在该原电池中,锌较活泼作负极,铜为正极,
①错误;H+在铜上反应生成H2,故铜上有气泡产生,
②正确;原电池中阴离子向负极移动,故SO向锌移动,
③错误;根据反应2H++2e-===H2↑,转移
0.5mol电子时生成
0.25mol的气体,
④正确;电子由负极流向正极,故电子从锌经过导线流向铜,
⑤错误;正极反应式2H++2e-===H2↑,
⑥错误7.一个原电池的总反应方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池可能为 选项ABCD正极CuAlZnFe负极ZnZnCuZn电解质溶液H2SO4CuSO4ZnCl2CuCl2解析选D 由电池的总反应方程式知,Zn被氧化作负极,比Zn活动性弱的金属或导电的非金属作正极,Cu2+被还原,溶液应为可溶性铜盐溶液对照各选项,D项符合题意8.有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下实验装置部分实验现象a极质量减小b极质量增加溶液中的SO向b极移动d极溶解c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc解析选C a极质量减小b极质量增加,说明a是负极,b是正极,金属性ab;溶液中的SO向b极移动,说明b电极是负极,金属性bc;d极溶解c极有气体产生,说明d电极是负极,c电极是正极,金属性dc;电流从a极流向d极,说明a电极是正极,d电极是负极,金属性da,所以金属性dabc9.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计1锌片上发生的电极反应式为________________________________________________________________________;银片上发生的电极反应式为________________________________________________________________________2若起始时该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,则生成H2体积标准状况为__________,电子转移数目是________解析1因金属的活动性Zn>Ag,所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时,锌片作负极,发生氧化反应Zn-2e-===Zn2+,银片作正极,发生还原反应2H++2e-===H2↑2锌片与银片总质量减轻,是因为负极锌失去电子溶解,根据电子得失守恒有Zn+2H+===Zn2++H2↑~转移2e-==得V=
4.48L,x=
0.4mol,故Ne-=
0.4NA答案1Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
24.48L
0.4NA
10.依据氧化还原反应2Ag++Cu===Cu2++2Ag设计的原电池如图所示请回答下列问题1电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 2银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为 填“氧化”或“还原”反应3外电路中的电子 填“流出”或“流向”Ag电极4当有
1.6g铜溶解时,银电极增重 g解析1由原电池反应2Ag++Cu===Cu2++2Ag知,铜失电子,发生氧化反应,作负极,比铜不活泼的金属或石墨作正极,电解质溶液用可溶性的硝酸银溶液,则电极X的材料是铜,电解质溶液Y是AgNO3溶液2由1知,银电极为电池的正极,发生的电极反应为Ag++e-===Ag,X电极上发生氧化反应3外电路中,Cu是负极,Ag是正极,Cu失去的电子沿导线经电流计流向正极Ag电极
41.6g铜的物质的量为
1.6÷64=
0.025mol,根据反应2Ag++Cu===Cu2++2Ag,银电极增重实际上是生成金属银的质量,为
0.025mol×2×108g·mol-1=
5.4g答案1Cu AgNO3溶液 2正 Ag++e-===Ag 氧化 3流向
45.41.利用化学反应Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,可以设计出一种原电池该原电池工作时 A.Fe为正极 B.Cu为负极C.负极上发生氧化反应D.正极上发生氧化反应解析选C 由于金属活动性FeCu,所以Fe是负极,Cu是正极,在负极Fe上发生氧化反应Fe-2e-===Fe2+,在正极Cu上发生还原反应,Cu2++2e-===Cu2.两种金属A与B组成原电池时,A是正极下列有关推断正确的是 A.A的金属性强于BB.电子不断由A电极经外电路流向B电极C.A电极上发生的电极反应是还原反应D.A在金属活动性顺序中一定排在氢前面解析选C 由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池,A是正极,说明A的金属性比B弱,A错误;外电路电子由负极流向正极,即由B电极经外电路流向A电极,B错误;原电池正极发生还原反应,即A电极上发生还原反应,C正确;A为正极,金属性较弱,可能排在氢的后面,D错误3.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电解总反应为4Al+3O2+6H2O===4AlOH3,下列说法不正确的是 A.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积D.该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用解析选B A项,负极反应式Al-3e-===Al3+,正极反应式O2+2H2O+4e-===4OH-,正确;B项,电流应由正极铂沿导线流向负极铝,错误;C项,网状的铂表面积大,与氧气的接触面积大,正确;D项,负极的铝板被氧化而消耗,正极材料没有消耗,因此需要更换铝板就可继续使用,正确
4.如图所示,电流表指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 A.B极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应解析选C A项,电流计指针偏转,说明原电池在工作,由于A极质量减少,B极上有气泡产生,则A是负极,B是正极,正确;B项,负极金属活动性大于正极,而且在正极有气泡产生,则溶液为酸,是H+被还原为H2逸出,因此A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,正确;C项,阳离子移动方向与电流方向一致,阴离子电子移动方向与电流方向相反,溶液C中阳离子向正极B极移动,错误;D项,电极A是负极,失去电子,发生氧化反应,正确
5.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是 A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液解析选C 电流表指针发生偏转,有电流通过,是原电池装置,a极上有大量气泡生成,a为正极,b为负极,H+在a极上被还原成H2,即a为正极是碳棒,b为负极是铁片,烧杯中溶液为硫酸,C项符合6.某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,与此电池反应不符合的原电池是
①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
②石墨、铁片、FeNO33溶液组成的原电池
③铁片、锌片、Fe2SO43溶液组成的原电池
④银片、铁片、FeNO32溶液组成的原电池A.
①②B.
②③C.
③④D.
②④解析选C 根据电池反应Fe+2Fe3+===3Fe2+可知,Fe为负极,比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极,含Fe3+的溶液为电解质溶液
7.某小组为研究电化学原理,设计如右图装置下列叙述不正确的是 A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解D.a和b用导线连接后,Fe片上发生还原反应,溶液中的Cu2+向铜电极移动解析选D 铁的活泼性强于铜,故铁能置换出铜且附着在铁片上,A正确a和b用导线连接后,构成原电池,其中Fe作负极,发生氧化反应,铜作正极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,B项正确、D项错误无论a和b是否连接,铁都被氧化生成Fe2+,C项正确8.如图所示装置中,可观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细下表所列M、N、P物质中,可以组合成该装置的是 选项MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析选C M棒变粗,N棒变细,说明M棒是正极,电解质溶液中的阳离子在此极析出;N棒是负极,相对M棒金属活动性更强综合以上分析可确定C项符合要求9.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如下图所示1A中反应的离子方程式为________________________________________________2B中Sn极的电极反应式为_______________________________________________,Sn极附近溶液的cH+________填“升高”“降低”或“不变”3C中被氧化的金属是________,总反应式为___________________________________________________________________________________________________________解析A烧杯不符合构成原电池的条件,属于金属与酸的反应;B、C装置构成了原电池,金属活动性ZnFeSn,所以B中Fe为负极,被氧化;C中Zn为负极,被氧化B烧杯中Fe失去电子,电子通过导线流向Sn极,Sn极上有气体产生,H+浓度降低答案1Fe+2H+===Fe2++H2↑22H++2e-===H2↑ 降低3Zn Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑10.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用1锌锰干电池是应用最普遍的电池之一如图所示,锌锰干电池的负极材料是 ,负极发生的电极反应式为 若反应消耗
16.25g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为 mol2目前常用的镍Ni镉Cd电池其电池总反应式可以表示为Cd+2NiOOH+2H2O2NiOH2+CdOH2,已知NiOH2和CdOH2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法中正确的是________A.NiOOH作负极B.Cd作负极C.此电池是一次电池D.放电时化学能转变为电能3如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向可知,则X极为电池的 填“正”或“负”极,Y极的电极反应式为________________________________________________________________________解析1锌锰干电池中的负极是Zn,发生氧化反应,失去电子生成锌离子,电极反应式是Zn-2e-===Zn2+;
16.25gZn的物质的量是
16.25g÷65g·mol-1=
0.25mol,1molZn失去2mol电子,所以电池中转移电子的物质的量是
0.5mol2由电池反应可知,Cd元素化合价由0→+2,化合价升高被氧化,Cd作电池负极,A错误,B正确;电池可以充放电,因此是二次电池,C错误;放电时化学能转变为电能,D正确3氢氧燃料电池中,电子从负极向正极移动,X是电子流出的一极,X是负极,Y是正极,发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-答案1锌 Zn-2e-===Zn2+
0.52BD 3负 O2+2H2O+4e-===4OH-第二课时 电能转化为化学能[课标要求]1.知道电解原理和电解池的形成条件,会分析电解的应用2.能熟练书写电解池的电极反应式和电解反应方程式
1.电解池的两极中,阳极与电源正极相连,发生氧化反应;阴极与电源负极相连,发生还原反应2.电解池内部,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动3.离子的放电顺序惰性电极1阳极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子还原性强弱;2阴极Ag+Fe3+Cu2+H+……氧化性强弱4.电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,含Cu2+的盐溶液作电解质溶液,反应后,比铜活泼的金属以阳离子形式存在于溶液中,比铜不活泼的金属形成阳极泥电解池及其工作原理1.电解反应实例1电解H2O2H2O2H2↑+O2↑2电解NaCl溶液2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2.电解池1电解使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程2电解池将电能转化为化学能的装置3电解原理
①实验探究以石墨作电极电解CuCl2溶液实验装置实验现象阴极有红色固体析出阳极产生黄绿色气体,湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝反应方程式阴极Cu2++2e-===Cu阳极2Cl--2e-===Cl2↑总反应CuCl2Cu+Cl2↑
②电解原理图示4电解池构成条件1.电解食盐水得到的产物是什么?反应中能量是如何转化的?提示电解食盐水制得NaOH、Cl2和H2反应中能量的转化形式是电能转化为化学能2.用石墨作电极电解CuCl2溶液,通电后溶液中的离子如何移动?其中阳极和阴极发生反应的类型是什么?提示通电后,阴离子如Cl-向阳极移动,阳离子如Cu2+向阴极移动电解时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应3.以石墨为电极电解CuCl2溶液时,为什么会生成Cu和Cl2提示溶液中存在Cu2+、H+、Cl-和OH-四种离子,离子在电极上能否发生氧化还原反应,主要取决于离子得失电子的能力因得电子能力Cu2+H+,失电子能力Cl-OH-,故在阴极上有Cu生成,在阳极上有Cl2生成1.电解产物的判断——“先看电极,再看顺序”1阳极若为活性电极除Au、Pt外的其他金属,则优先于溶液中的任何阴离子失电子;阳极若为惰性电极,则失电子能力强的阴离子首先失电子常见阴离子的放电顺序为S2-I-Br-Cl-OH-2不管阴极的电极材料如何,都只起传导电子的作用,所以在阴极上,一定是阳离子得电子阳离子得电子顺序可依据金属活动性顺序确定,一般放电顺序Ag+Fe3+Cu2+H+2.原电池与电解池电极的判断1.用短线将下列电极与电极反应或离子移动方向连接起来 解析原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应;原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应;在原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;在电解池中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动答案1—A、D 2—B、C 3—B、C 4—A、D
2.如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极则下列有关判断正确的是 A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变解析选C 电流从电源的正极流出,因此a为电源正极,b为负极,则c为阳极,d为阴极;电解CuCl2溶液电极反应为阳极c电极2Cl--2e-===Cl2↑,阴极d电极Cu2++2e-===Cu,故C项正确电解原理的应用1.电镀1概念应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法2构成2.制备活泼金属写出化学方程式1制取钠2NaCl熔融2Na+Cl2↑2制取镁MgCl2熔融Mg+Cl2↑3制取铝2Al2O3熔融4Al+3O2↑3.铜的电解精炼1图示2电极反应阳极Zn-2e-===Zn2+、Cu-2e-===Cu2+等阴极Cu2++2e-===Cu3反应特点
①比铜活泼的金属失去电子,以阳离子的形式留在电解液中
②活动性比铜弱的金属以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥
③电解过程中,CuSO4溶液的浓度逐渐减小,需及时补充[特别提醒] 在电解精炼铜时,由于在阳极上溶解的金属有Fe、Zn、Ni、Cu等,而在阴极上只有Cu析出,根据电子守恒原理可知,阳极产生的铜离子数目和阴极得电子变成单质铜的铜离子数目不相等,故电解液中Cu2+的浓度减小1.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是 A.粗铜板作阳极B.电解时,阳极发生氧化反应,阴极发生的反应为Cu2++2e-===CuC.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质,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%解析选C 阳极泥是金、银等比铜活泼性差的金属的沉积物2.下列金属只能采用电解法冶炼的是________
①Fe
②Na
③Ag
④Cu
⑤Ca
⑥Hg解析对于像K、Ca、Na、Mg、Al这样活泼的金属,很难找到一种合适的还原剂从化合物中将其还原出来,电解法几乎是唯一可行的方法答案
②⑤[三级训练·节节过关] 1.下列过程中发生的能量变化属于电能转化为化学能的是 A.甲烷燃烧 B.燃料电池供电C.电解水制氢气D.风力发电解析选C A项属于化学能转化为热能和光能;B项属于化学能转化为电能;C项为电能转化为化学能;D项为风能转化为电能2.实验室电解饱和食盐水,下列说法正确的是 A.可以用Fe作阳极B.阳极产生Cl2C.阳极发生还原反应D.酚酞溶液在阳极区显红色解析选B 阳极应为惰性电极碳棒,不能用Fe作阳极,Fe作阳极发生反应Fe-2e-===Fe2+当用碳棒作阳极时,阳极发生反应为2Cl--2e-===Cl2↑,该反应为氧化反应,阴极反应为2H++2e-===H2↑,在阴极区附近呈碱性酚酞变红3.下列描述中,不符合生产实际的是 A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用铁作阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极解析选A A项,用铁作阳极,则电极本身被氧化,错误;B项,电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,正确;C项,电解饱和食盐水制烧碱,用铁作阴极,正确;D项,在镀件上电镀锌,用锌作阳极,镀件作阴极,含有Zn2+的溶液为电解质溶液,正确4.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质的电解精炼,下列说法正确的是
①电能全部转化为化学能
②粗铜接电源正极,发生氧化反应
③溶液中Cu2+向阳极移动
④利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属A.
①②B.
②③C.
①③D.
②④解析选D 电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时,部分电能转化为热能,A错误;电解精炼铜时,粗铜作阳极,发生氧化反应,B正确;电解过程中Cu2+向阴极移动,C错误;粗铜中Ag、Pt、Au放电能力比铜弱,形成阳极泥,可以回收,D正确5.如图所示,A、B两个装置中的两个烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液1A、B两个装置中属于原电池的是__________填标号,下同,属于电解池的是__________2A池中Zn是________极,Cu极发生________反应3B池中C是____________极,发生__________反应,电极反应式为________________________________________________________________________解析判断装置是原电池还是电解池,关键是看它有没有外接直流电源,有则为电解池,无则为原电池由此可知A为原电池,B为电解池A中Zn作负极;Cu为正极,电解液中阳离子在正极上得电子被还原,发生反应为Cu2++2e-===CuB中C是阴极,发生还原反应,溶液中的H+和Cu2+均移向阴极,但因盐溶液中阳离子得电子能力Cu2+H+,因而发生还原反应Cu2++2e-===Cu答案1A B 2负 还原 3阴 还原 Cu2++2e-===Cu1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应,属于氧化反应的是 A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析选C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应为氧化反应,原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应为还原反应2.关于铜电极的叙述中不正确的是 A.铜锌原电池中铜是正极B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极C.用电解法精炼铜时粗铜作阳极D.在电解饱和食盐水的装置中可用铜作阳极,且电极产物是Cl2解析选D A项,在铜锌原电池中,锌比铜活泼,锌是负极,铜是正极,正确;B项,电镀时,一般用镀层金属作阳极,正确;C项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,正确;D项,在电解饱和食盐水的装置中应选用惰性电极作阳极,错误3.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是 A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu-2e-===Cu2+D.阴极反应都只有Cu2++2e-===Cu解析选D A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,有比铜活泼的金属杂质如锌放电,则阳极还会发生反应Zn-2e-===Zn2+4.下列说法不正确的是 A.不能自发进行的氧化还原反应,也可以通过电解来实现B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应D.电解、电离、原电池均需要通电解析选D 通过电解可使非自发进行的氧化还原反应得以发生,A正确;电解质溶液导电过程中两电极发生氧化还原反应,而金属导电未发生化学变化,B正确;电解池和原电池中均发生氧化还原反应,C正确;只有电解时需外加直流电源,而电离是电解质离解成自由移动离子的过程,原电池因发生自发的氧化还原反应产生电流,D错误5.用Pt作电极电解下列某种溶液,当阳极生成112mL气体时,阴极上析出
0.64g金属,则该电解池中溶质可能是 A.CuSO4 B.MgSO4C.Al2SO43D.Na2SO4解析选A 因Mg2+、Al3+、Na+的氧化性弱于H+,故水溶液中三种离子不放电,即不会析出金属,只有A能析出金属Cu,正确6.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是 A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后,溶液呈中性解析选B A项,阴极产物是H2和NaOH,错误;B项,阳极产物是Cl2,滴入KI溶液,Cl2能将I-氧化为I2而使得溶液呈棕色,正确;C项,阴极产物是H2和NaOH,该极附近的溶液显碱性,滴入酚酞溶液,溶液呈红色,错误;D项,电解中产物有NaOH,溶液显碱性,错误7.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是
①将铜片接在电池的正极上
②将银片接在电源的正极上
③需用CuSO4溶液作电解液
④在银片上发生的反应是4OH--4e-===O2↑+2H2O
⑤需用AgNO3溶液作电解液
⑥在铜片上发生的反应是Ag++e-===AgA.
①③⑥B.
②③④⑥C.
①④⑤⑥D.
②⑤⑥解析选D 若在铜片上镀银,铜片作阴极,银片作阳极,即铜片接电源负极,银片接电源正极,
①错误,
②正确;电解液中应含有Ag+,
③错误,
⑤正确;银片上发生的反应是Ag-e-===Ag+,
④错误;铜片上发生的反应是Ag++e-===Ag,
⑥正确8.电解CuSO4溶液时,若要求达到如下三点要求
①阳极质量减小,阴极质量增加;
②电解液中cCu2+不变,则可选用的电极是 A.纯铜作阳极,含Zn、Ag的铜合金作阴极B.含Zn、Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极C.用纯铁作阳极,用纯铜作阴极D.用石墨作阳极,用惰性电极Pt作阴极解析选A 据题意知应用纯铜作阳极,反应为Cu-2e-===Cu2+;纯铜或铜合金作阴极,反应为Cu2++2e-===Cu,这样电解质溶液中cCu2+保持不变,A正确B项中在阳极除了Cu失电子外,还会发生Zn-2e-===Zn2+,但阴极只有Cu2++2e-===Cu的反应,故cCu2+会减小;C项阳极Fe-2e-===Fe2+,阴极Cu2++2e-===Cu,cCu2+浓度减小,错误;D项,阳极质量不变,错误
9.按如图所示装置,以石墨为电极电解氯化铜溶液1阴极为________,阳极为________填写“A”或“B”2在阴极发生反应的微粒为______,电极反应式为________________________________________________________________________,现象为_____________________________________________________3在阳极发生反应的微粒为____________,电极反应式为____________________,现象为___________________________________________________________答案1B A2Cu2+ Cu2++2e-===Cu 有红色固体析出3Cl- 2Cl--2e-===Cl2↑ 产生黄绿色气体
10.电解原理在化学工业中被广泛应用右图表示一个电解池,装有电解质溶液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连请回答以下问题1若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则
①电解池中X极上的电极反应式为_______________________,在X极附近观察到的现象是_______________________________________________
②Y极上的电极反应式为_______________________________________________,检验该电极反应产物的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________2若用电解法精炼粗铜,电解质溶液a选用CuSO4溶液,则
①X极的材料是__________,电极反应式为____________________________________________________________________
②Y极的材料是__________,电极反应式为____________________________________________________________________说明杂质发生的电极反应不必写出解析1用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极反应2Cl--2e-===Cl2↑;阴极反应2H++2e-===H2↑与电源正极相连的极为阳极,所以X极为阴极,Y极为阳极X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H+,溶液呈碱性,加入酚酞溶液变成红色;Y极产生Cl2,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色2电解精炼铜时,用含杂质的铜作阳极,精铜作阴极反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子,成为离子进入溶液,活泼性比铜弱的金属形成阳极泥;在阴极只有Cu2+能得到电子成为单质,其他较活泼金属对应的离子不能得到电子根据题图,X为阴极,Y为阳极所以X极的材料是精铜,电极反应Cu2++2e-===Cu;Y极的材料是粗铜,电极反应Cu-2e-===Cu2+答案1
①2H++2e-===H2↑ 放出气体,溶液变红
②2Cl--2e-===Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y极附近,试纸变为蓝色 2
①精铜 Cu2++2e-===Cu
②粗铜 Cu-2e-===Cu2+1.能用电解原理说明的问题是
①电解是把电能转化为化学能
②电解是化学能转化成电能
③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现
⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生A.
①②③④B.
②③⑤C.
③④D.
①③④⑤解析选D 电解是把电能转化为化学能,
①正确;电解质溶液导电实质是电解,属于化学变化,金属导电是物理变化,
③正确;通过电解,可以实现不能自发进行的氧化还原反应,
④正确;电解时,必然发生氧化还原反应,
⑤正确2.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是 A.氯碱工业电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应式O2+2H2O+4e-===4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式Fe-2e-===Fe2+解析选A 氢氧燃料电池在负极反应的物质是氢气,B错误;粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,粗铜逐渐溶解,与电源负极相连的是纯铜,Cu2+在纯铜上被还原析出,C错误;钢铁腐蚀时,Fe在负极被氧化,D错误3.在铁制品上镀上一定厚度的铜层,以下设计方案正确的是 A.铜作阳极,镀件作阴极,溶液中含有铜离子B.铁作阴极,镀件作阳极,溶液中含有铜离子C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子D.铜用阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子解析选A 在铁制品上镀铜,需要将铁制品作阴极,铜作阳极,溶液中含有铜离子,A项正确4.下列叙述正确的是 A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极B.氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2C.氢氧燃料电池酸性电解质中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-===2H2OD.工业冶炼金属铝的方法是电解熔融的氯化铝解析选C A项,电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,错误;B项,氯碱工业是电解氯化钠溶液,错误;C项,氢氧燃料电池酸性电解质中O2通入正极,发生还原反应,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O,正确;D项,工业冶炼金属铝的方法是电解熔融的氧化铝,氯化铝在熔融状态下不能导电,错误5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是 解析选C A项,该原电池中,较活泼的金属锌作负极,较不活泼的金属铜作正极,正确;B项,电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,正确;C项,电镀铜时,镀层金属铜作阳极,镀件作阴极,错误;D项,电解氯化铜溶液时,惰性电极作阳极,正确
6.某同学按如图所示的装置进行电解实验下列说法正确的是 A.电解过程中,铜电极上有H2产生B.电解初期,总反应方程式为Cu+H2SO4CuSO4+H2↑C.电解一定时间后,石墨电极质量不变D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大解析选B 铜作阳极Cu-2e-===Cu2+,铜电极上无H2产生,A错误;石墨作阴极2H++2e-===H2↑,所以总方程式为Cu+H2SO4CuSO4+H2↑;电解一定时间后,溶液中Cu2+浓度增大,并不断向阴极定向移动,故石墨电极上有铜析出,B正确、C错误;在电解开始阶段,2H++2e-===H2↑,H+的浓度不断减小,D错误7.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+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生成解析选A 由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+发生还原反应,电极反应为2H++2e-===H2↑,A项正确;阳极与电源的正极相连,C项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,当有
0.1mol电子转移时,有
0.05molCu2O生成,D项错误8.如图所示,用石墨作电极电解氯化铜溶液,下列说法正确的是 A.M极是电解池的阴极B.溶液中的阴离子向N极移动C.M极上放出的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D.在M、N两极流过
0.4mol电子时,N极上会增重
6.4g解析选C A项,电解池中电源正极连接阳极,故M为阳极,N为阴极,错误;B项,阴离子向阳极移动,错误;C项,阳极反应2Cl--2e-===Cl2↑,然后发生反应Cl2+2I-===I2+2Cl-,生成的碘遇淀粉变蓝色,正确;D项,Cu2++2e-===Cu,nCu=
0.5ne-=
0.5×
0.4mol=
0.2mol,故mCu=
0.2mol×64g·mol-1=
12.8g,错误9.如图所示甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题1若两池中电解质溶液均为CuSO4溶液,反应一段时间后
①有红色物质析出的是甲池中的________棒,乙池中的________棒
②甲池中负极的电极反应式是____________________________________________2若两池中电解质溶液均为饱和NaCl溶液
①写出乙池中总反应的离子方程式________________________________________________________________________
②乙池碳棒上电极反应属于________填“氧化反应”或“还原反应”解析由是否有外加电源推出甲为原电池,乙为电解池1若两池中电解质溶液均为CuSO4溶液,则有甲负极Fe Fe-2e-===Fe2+正极C Cu2++2e-===Cu乙阳极C 4OH--4e-===O2↑+2H2O阴极Fe 2Cu2++4e-===2Cu2若电解质溶液均为NaCl溶液,则有甲负极Fe 2Fe-4e-===2Fe2+正极C O2+2H2O+4e-===4OH-考虑了溶液中溶解的氧气乙阳极C 2Cl--2e-===Cl2↑阴极Fe 2H++2e-===H2↑答案1
①碳 铁
②Fe-2e-===Fe2+2
①2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
②氧化反应10.早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠,4NaOH熔融4Na+O2↑+2H2O;后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠,反应原理为3Fes+4NaOHlFe3O4s+2H2g+4Nag据此,回答下列问题1电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为________________________2若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,则两反应中转移的电子总数之比为 3目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠如图,电解槽中石墨极为 极,铁为 极解析1电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑2戴维法生成1molNa,转移电子1mol;而盖·吕萨克法3Fes+4NaOHlFe3O4s+2H2g+4Nag,由于该反应还原产物有Na和H2,则生成1molNa转移电子
0.5×2+1×1=2mol,所以电子总数之比为1∶2答案14OH--4e-===2H2O+O2↑ 21∶2 3阳 阴。