鲁科版高中化学选修四--化学反应原理全册学案

第一章化学反应中的能量转化
第1节化学反应的热效应
【学习目标】
1、理解反应热和焓的含义。

2、理解测量反应热的实验原理。

3、掌握热化学方程式的书写和焓变的计算
【教学策略】
授课时数：1课时
教学重点：反应热、焓变、热化学方程式。

教学难点：热化学方程式的书写和焓变的计算。

【知识梳理】
1、反应热：
概念：
符号：
2、理论计算反应的反应热：
化学反应的实质：旧键和新键，前者热量，后者热量。

故一个反应是吸热反应还是放热反应，就取决于断键吸收的热量多，还是形成新键放出的热量多。

需要用这些键的键能计算，以H2与Cl2反应生成HCl为例分析。

分析：已知H－H、Cl－Cl、H－Cl键的键能分别为436kJ/mol、243kJ/mol、431kJ/mol，反应方程式为：H2＋Cl2＝2HCl。

由反应知每1molH2、1molCl2反应生成2molHCl。

1molH2、1molCl2的化学键断裂时吸收的总能量为：Q吸＝1mol×436kJ/mol＋1mol×243kJ/mol＝679kJ。

生成2molHCl放出的热量为：Q放＝2mol×431kJ/mol＝862kJ。

可知，放出的热量大于吸收的热量。

该反应为放热反应，共放出热量：862kJ－679kJ＝183kJ。

3、测反应的反应热：
用量热计进行测定，如下图为简易量热计示意图，测定方法是：反应物溶液加入量热计内筒并迅速混合、搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值，利用公式：Q＝－c(T2－T1)计算，式中c为体系的热容。

热容：当物质吸收热量使温度每升高1K 所吸收的热量称为该物质的热容，用符号c表示，单位是J·K-1。

单位质量的物质的热容称为比热容，简称比热，单位是J·K-1·g-1。

常温下，液态水的比热为4.18J·K-1·g-1，该数据可代入上式用于计算。

实验探究：测定中和反应的反应热：
(1)量热计内筒中加入100mL、1.0mol/L的盐酸，记录初始温度T1。

(2)取100mL、1.1mol/L的NaOH 溶液，温度与T1相同(NaOH 的浓度稍大些，是为了保证酸完全反应)。

(3)碱溶液迅速倒入量热计的内筒中，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。

(4)计算反应热：Q＝－c(T2－T1)。

此处，可假设溶液的比热等于水的比热，用同样方法分别测定KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。

发现这三个反应的反应热相同。

因为三者都是强酸与强碱的反应。

反应实质都为：H＋＋OH－＝H2O，故反应热相同。

二、化学反应的焓变：
1、焓与焓变
(1)焓：
(2)焓变：
符号及单位
解释数学表达式为Q P＝ΔH(Q P表示在压强不变的条件下化学反应的反应热)成立条件：
Q P＝H（生成物）—H（反应物）=ΔH
可见，焓变ΔH能表示反应热，用ΔH表示反应的吸热或放热。

ΔH＞0，反应产物的焓反应物的焓，反应热量，为反应。

ΔH＜0，反应产物的焓反应物的焓，反应热量，为反应。

ΔH、Q都可以表示吸热反应、放热反应，二者表示角度不同，结果一致。

2、热化学方程式：
(1)概念：
含义：
(2)热化学方程式的书写
①要注明反应的温度和压强，若反应是在298K和1.013×105Pa条件下进行，可不予注明。

②要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。

常用s、l、g分别表示固体、液体、气体。

③ΔH与方程式计量系数有关，注意方程式中的化学计量系数与对应ΔH不要弄错，计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。

若反应逆向进行，ΔH改变符号，绝对值不变。

④在所写化学反应计量方程式后写下ΔH的数值和单位，方程式与ΔH应用分号隔开。

⑤当ΔH为“－”或ΔH＜0时，为放热反应，当ΔH为“＋”或ΔH＞0时，为吸热反应。

三、反应焓变的计算。

1、盖斯定律：
2、计算化学反应的焓变
盖斯定律表明反应的热效应与途径无关，可以利用该定律分析热效应。

如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH=－285.5kJ/mol
该反应可看成如下过程：
反应分步进行的热效应如下：
1、H2(g)＝2H(g)；ΔH1＝＋431.8kJ/mol
2、O2(g)＝O(g)；ΔH2＝＋244.3kJ/mol
3、2H(g)＋O(g)＝H2O(g)；ΔH3＝－917.9kJ/mol
4、H2O(g)＝H2O(l)；ΔH4＝－44.0kJ/mol
这4个反应合并出总反应为：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH＝＋431.8kJ/mol＋(＋244.3kJ/mol)＋(－917.9kJ/mol)＋(－44.0kJ/mol)＝—285.8kJ/mol上述过程验证了盖斯定律，同时运用盖斯定律，可任意计算一个反应的反应热。

【典例解析】
例1、下列说法正确的是()
A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。

B、任何放热反应在常温条件下一定能发生反应。

C、反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热。

D、吸热反应在一定条件下(如高温、加热等)也能发生反应。

解析：本题考查学生对吸热反应和放热反应的基本概念的掌握情况。

认为需加热的反应一定是吸热反应是错误的，事实上，若反应需持续不断地加热，则反应一定是吸热，如C＋CO22CO是吸热反应。

反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。

化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。

答案：CD 。

例2、试利用298K时，下述反应焓变的实验数据，计算在此温度下C(S，石墨)＋O2(g)＝CO(g)的反应焓变。

C(S，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH1＝－393.5kJ/mol
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH2＝－283.0kJ/mol
解：把题中的两个反应相减：
C(S，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH1＝－393.5kJ/mol
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH2＝－283.0kJ/mol
总反应为：C(S，石墨)＋O2(g)＝CO(g)；ΔH3
由盖斯定律知，总反应ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ/mol－（－283.0kJ/mol）＝－110.5kJ/mol
答：298K时，C(S，石墨)＋O2(g)＝CO(g)的反应焓变为－110.5kJ/mol
盖斯定律是指分步反应与总反应的关系，上述例题中要体现出反应总和，可把第二个反应改写为：
CO2(g)＝CO(g)＋O2(g)；ΔH＝－ΔH2＝＋283.0kJ/mol。

这种改写在题目中经常用到，反应改为逆反应，则焓变的符号也正好相反，但绝对值不能发生变化。

结论：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变为这几个化学反应焓变的代数和。

例3、下列热化学方程式书写正确的是（）
A、2SO2＋O2SO3；ΔH＝－196.6kJ/mol-1
B、H2(g)＋O2(g)＝H2O(1)；ΔH＝－241.8kJ·mol-1
C、H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；ΔH ＝－285.8kJ·mol-1
D、2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH＝－571.6kJ·mol-1
E、C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH＝393.5kJ·mol -1
解析：要明确热化学方程式的书写规则，物质的状态变化伴随着热效应，H2和O2反应生成气态水比生成液态水放出的热量少。

书写热化学方程式必须注意以下几点：
①要注明反应热与生成物各物质的状态，A错；
②吸热反应ΔH＞0，体系能量升高；放热反应，ΔH＜0，生成物的总量小于反应物的总能量，E
错。

氢气和氧气反应生成气态水比生成液态水放出的热量少，因为有部分热量用于水的气化，所以B、C都错。

答案：D。

【随堂演练】
1、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应，由此可知()
A、石墨比金刚石稳定。

B、石墨比金刚石不稳定。

C、石墨和金刚石可以相互转化。

D、石墨和金刚石不可以相互转化。

2、今有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；ΔH＝akJ/mol
H2(g)＋O2(g)＝H2O(1)；ΔH＝bkJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH＝ckJ/mol
关于它们的下列表述正确的是()
A、它们都是吸热反应。

B、a，b和c均为正值。

C、a＝b
D、2b＝c
3、已知反应X＋Y＝M＋N为放热反应，该反应的下列说法正确的是()
A、X的能量一定高于M。

B、Y的能量一定高于N。

C、X和Y的总能量一定高于M和N的总能量。

D、因该反应为放热反应，所以一定不必加热就可以发生。

4、已知在25℃，101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是()
A、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－48.40kJ·mol-1
B、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)ΔH＝－5518kJ·mol-1
C、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)ΔH＝＋5518kJ·mol-1
D、C8H18(1)＋O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(1)ΔH＝－48.40kJ·mol-1
5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，a＜b(a＞0，ｂ＞0)的是（）
A、S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；ΔH＝－akJ/mol
S(g)＋O2(g)＝SO2(g)；ΔH＝－b kJ/mol
B、2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH＝－akJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；ΔH＝－bkJ/mol
C、H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)；ΔH＝－akJ/mol
H2(g)＋Cl2(g)＝HCl(g)；ΔH＝－bkJ/mol
D、C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH＝－akJ/mol
C(s)＋O2(g)＝CO(g)；ΔH ＝－bkJ/mol
6、已知方程式2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)；ΔH1＝－571.6kJ·mol-1，则关于方程式2H2O(1)＝2H2(g)＋O2(g)；ΔH2＝？的说法中正确的是()
A、方程式中化学计量数表示分子数。

B、该反应ΔH2大于零。

C、该反应ΔH2＝－571.6kJ·mol-1。

D、该反应可表示36g水分解时的热效应。

【能力提升】
7、甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25molCH4完全燃烧生成液态水时放出222.5kJ热量，则下列方程式正确的是()
A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(1)ΔH＝＋890kJ·mol-1
B、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(1)ΔH＝＋890kJ·mol-1
C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(1)ΔH＝－890kJ·mol-1
D、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890kJ·mol-1
8、已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)ΔH＝－571.6kJ·mol-1
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH＝－282.8kJ·mol-1
现有CO、H2和CO2组成的混合气体67.2L(标准状况)经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ。

并生成18g液态水。

则燃烧前混合气体中CO的体积分数为()
A、80%
B、50%
C、60%
D、20%
9、下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是( )
①C(s )＋O 2(g )===CO 2(g )；△H 1 C(s )＋12
O 2(g )===CO(g )；△H 2 ②S(s )＋O 2(g )===SO 2(g )；△H 3 S(g )＋O 2(g )===SO 2(g )；△H 4
③H 2(g )＋12
O 2(g )===H 2O(l )；△H 5 2H 2(g )＋O 2(g )===2H 2O(l )；△H 6 ④CaCO 3(s )===CaO(s )＋CO 2(g )；△H 7 CaO(s )＋H 2O(l )===Ca(OH)2(s )；△H 8
A ．①
B ．④
C ．②③④
D ．①②③
10、我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉与高氯酸铵的混合物。

点燃时，铝粉氧化放热引
发高氯酸铵反应2NH 4ClO 4=N 2↑+4H 2O+Cl 2↑+O 2↑；△H<0。

关于该反应叙述不正确的是 （ ）
A ．该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应
B ．该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞行
C ．从能量变化上看，该反应是化学能转变为热能和动能
D ．反应中NH 4ClO 4只起到氧化剂的作用 11、50mL0.50mol·L -1盐酸与50mL0.55mol·L -1NaOH 溶液在图所示的装置中进行中和反应，通过测定反
应过程中所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。

(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。

(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(4)实验中改用 60mL0.50mol·L -1盐酸跟50mL0.55mol·L -1NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，
所放出的热量 (填“相等”或“不相等”) ，所求中和热 (填“相等”或“不相等”)，
简述理由 。

(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用
50mL0.50mol· L -1NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。

(均填“偏大”、“偏
小”或“无影响”)
12、. 2003年10月17日晨6时许，载着航天英雄杨利伟的“神舟”五号飞船在内蒙古大草原成功着陆，
我国首次载人航天飞行取得圆满成功。

发射“神舟”飞船的长征2号火箭用了肼（N 2H 4）作燃料，N 2H 4
与NH 3有相似的化学性质。

（1）写出肼与盐酸反应的离子方程式 。

（2）用拉席希法制备肼，是将NaClO 和NH 3按物质的量之比1：2反应生成肼，试写出该反应的
化学方程式 。

该反应中
氧化产物是。

（3）发射火箭时肼（N2H4）为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。

已知4gN2H4（g）在上述反应中放出71kJ的热量，写出热化学方程式。

（4）为使宇航员有良好的生存环境，宇宙飞船中装有盛Na2O2颗粒的供氧装置，如用KO2（超氧化钾）代替Na2O2，能达到同样的目的。

写出KO2与CO2反应的方程式。

若仅从飞船携带物品宜轻便考虑，这两种物质中哪种更好，请用计算结果加以说明：。

【参考答案】第一节
1、A，C；
2、D；
3、C；
4、B；
5、A；
6、B；
7、C；
8、B；
9、C
10、 D 11、(1)环形玻璃搅拌棒。

(2)减少实验过程中热量损失。

(3)偏小。

(4)不相等；相等；因为酸、碱发生中和反应放出的热量与酸、碱的用量有关，而中和热是指酸跟碱发生中和反应生成lmolH2O所放出的热量，与酸、碱的用量无关。

(5)偏小，偏小。

12、（1）N2H4+H+=N2H5+（或N2H4+2H+=N2H62+）
（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O N2H4
（3）2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）;△H=－1136KJ/mol
（4）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2因为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2所以生成1mol O2消耗m（Na2O2）为156g，而消耗m（KO2）为94．67g又因为相同量的CO2 与KO2产生的O2也多些，所以用KO2比较好
第2节电能转化为化学能——电解
【学习目标】
1、理解电解的原理。

2、掌握几种类型电解池的电极反应和电池反应书写。

3、理解电解的应用。

【教学策略】
授课时数：2课时
教学重点：电解的原理、类型及应用。

教学难点：不同电解质溶液电解的实质及电解在工业生产中的应用。

第 1 课时电解的原理
一、电解的原理
【交流·研讨】电解熔融NaCl制备金属Na。

下图为电解熔融NaCl的装置，容器中盛有熔融的NaCl，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，且石墨，铁片分别与电源的正极、负极相连。

思考：
1、熔融的NaCl中存在的微粒是什么？它们处于怎样的状态？
2、接通电源后，这些微粒如何运动？会发生什么变化？
3、若在导线上接一个小灯泡，会出现什么现象？
总结出如下概念：
1、电解池：
由电解熔融NaCl的装置可知，构成电解池的要素为：
2、电解：
电解是把能转变为能，通过得失电子发生氧化还原反应，每个电极上发生的得失电子的反应为电极反应。

3、电极反应：每个电极上进行的得电子或失电子的半反应为电极反应。

(1)阳极反应：
由电解熔融NaCl知，石墨电极为阳极，在阳极上为失电子发生反应的电极。

电极反应：
(2)阴极反应：
电解熔融的NaCl中，为阴极，阴极上得电子发生反应：
电极反应：
电解质溶液进行电解时，情况就稍复杂些，如食盐水中除Na＋、Cl－外，还原水电离的H＋、OH－。

在电极上该什么离子得失电子需要比较不同离子得失电子能力的大小，即放电能力的强弱。

4、电极产物的判断
(1)阳极产物判断
首先看，如果是电极（指金属活动顺序表Ag以前的金属电极），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。

如果是电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。

(阴离子放电顺序：）
⑵阴极产物的判断
直接根据顺序进行判断，阳离子放电顺序：
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
根据阴阳离子放电顺序，对不同类型的电解质溶液电解时，可分成如下四种不同的类型。

5、用惰性电极电解电解质溶液的规律
(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。

阴极：4H+＋4e-＝2H2↑
阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O
总反应：
(2)分解电解质型：无氧酸型(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)，如：HCl、CuCl2等溶液的电解。

以电解CuCl2溶液为例：
阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu
阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑
总反应：
(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。

如电解KCl溶液：
阴极：2H＋＋2e－＝H2↑
阳极：2Cl－－2e－＝Cl2
总反应：
(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。

如电解CuSO4溶液：
阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu
阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O
总反应：
【典例解析】
例1、将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为
A、4×10-3mol/L
B、2×10-3mol/L
C、1×10-3mol/L
D、1×10-7mol/L \
解析：根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式: 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+
2×64g4mol
0.064g x
x=0.002mol
[H +]= =4×10-3mol/L 正确答案为A
例2、有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt 作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为
A 、4：1
B 、1：1
C 、4：3
D 、3：4
解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。

不必注意电极增重是多少。

只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出 ，第二烧杯中放出Cl 2和H 2，第三烧杯中放出O 2。

在有1mol 电子转移下，分别是0.5 mol ，0.5 mol ，0.5 mol 和0.25mol 。

所以共放出有色气体0.5+0.5=1(mol)(Cl 2)，无色气体0.5+0.25=0.75(mol)(O 2和H 2)
答案：C
例3、图中X 、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭的气体放出，符合这一情况的是
解析：a 极质量增加的原因是：电解池的阴极板
a 上发生还原反应即阳极离子（本题中的Cu 2+、Ag +）得到电子后析出金属。

阴极a 连接电源负极X 。

在阳极板
b 处有无色、无臭气体放出的A 与B ；C 中阳极材料铁为活泼电极（铂、金、石墨除外的金属），电极反应失去电子。

答案：A
例4、甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl 溶液与0.1mol/LAgNO 3溶液后，以Pt 为电极进行电解时，在A 、B 、C 、D 各电极上生成物的物质的量之比为:_____________
解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A 极(阴极)反应:2H ++2e -=H 2↑，B 极(阳极)反应:2Cl --2e -=Cl 2↑；C 极(阴极)反应：Ag ++ e - =Ag ；D 极(阳极)反应:4OH --4e -=2H 2O+O 2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol 电子转移,生成H 2、Cl 2、Ag 、O 2的物质的量分别为：2mol 、2mol 、4mol 、1mol 因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1。

【随堂演练】
1、将分别盛有熔融的KCl 、MgCl
2、Al 2O 3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、
镁、铝的物质的量之比为（）
A、1：2：3
B、3：2：1
C、6：3：1
D、6：3：2
2、电解4.55%的氢氧化钠溶液1000g,一段时间后,溶液浓度为5%,则阳极产生的气体在标准状况下的体积是:
A、112L
B、56L
C、28L
D、168L
3、电解2L4mol/L的NaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH值为：
A、2
B、7
C、11
D、12
4、Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中[Na+]为:
A、0.5mol/L
B、1mol/L
C、1.5mol/L
D、2mol/L
5、用惰性电极电解某金属的硫酸盐溶液时，在阴极上析出ag金属，同时在阳极上析出0.8g气体，如果该金属的原子量为b，则其化合价为：
A、a×b
B、
C、20a/b
D、b/10a
6、用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量的水，能使溶液和电解前相同的是：
A、AgNO3
B、H2SO4
C、NaOH
D、NaCl
7、用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解，当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出)，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)电极上应析出银的质量是
A、27mg
B、108mg
C、54mg
D、216mg
8、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。

此时溶液中氢离子浓度约为
A、4×10-3mol·L-1
B、2×10-3 mol·L-1
C、1×10-3 mol·L-1
D、1×10-7 mol·L-1
9、用石墨作电极，电解1mol·L-1下列物质的溶液，溶液的pH值保持不变的是
A、HCl
B、NaOH
C、Na2SO4
D、NaCl
【能力提升】
10、将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1L（密度为1.06g/mL）用铂电极电解，当溶液中的NaOH 的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是
NaOH的质量分数阳极析出物的质量（g）阴极析出物的质量（g）
A 0.062(6.2%) 19 152
B 0.062(6.2%) 152 19
C 0.042(4.2%) 1.2 9.4
D 4.2% 9.4 1.2
11、下列关于铜电极的叙述正确的是
A、铜锌原电池中铜是正极
B、用电解法精炼粗铜时铜作阳极
C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
12、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴汲上增重 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
A.22.4ax/b B11.2ax/b
C.5.6ax/b
D.2.5ax/b
13、A、B、C是三种金属，根据下列①、②两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为
①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解
②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)
A、A>B>C
B、B>C>A
C、C>A>B
D、B>A>C
14、若某池（电解池或原电池）的总反应离子反应式是Cu＋2H+==Cu2+＋H2↑，关于此电池的有关说法正确的是
A、该池可能是原电池，也可能是电解池
B、该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C、该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D、该池只能是电解池，电解质溶液可以是硝酸
15、在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e→Ag在电极上放电，基析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为
A．1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
16、下列关于实验现象的描述不正确
．．．的是
A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B、用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加
C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率会快。

17、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是
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
18、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是
A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变
B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
19、如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

接通电源后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近
显红色。

试回答下列问题：
（1）A是外加电源的极，B是极。

（2）甲是什么装置？写出电极反应式和电解反应
的总反应方程式。

（3）如果收集乙装置中产生的气体，则阴极和阳
极产生的气体在相同状态下体积比为：。

（4）欲用丙装置给铜镀银，铜件是（填
G或H）极，电镀液是溶液。

（5）装置丁是什么装置，可以观察到什么现象，可以说明什么原因问题？
参考答案（第二节第一课时）
1、D
2、B
3、D
4、D
5、D
6、B、C
7、C
8、A
9、C 10、B 11、AC 12、
A 13 D 14、CD 15、
B 16、
C 17、BC 18、
D 19、（1）A为正极B为负极（2）电解池2CuSO4 + 2H2O =2Cu + O2↑+ 2H2SO4（3）1：1 （4）H；AgNO3（5）电泳；Y极附近颜色变深；X附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶体带正电荷
第二课时电解的应用
二、电解原理的应用
1、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气
【实验】
在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如图）。

把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。

接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。

现象：
电极反应：
阳极：
阴极：
电解食盐水的总反应为：
工业上利用这一反应原理，制取NaOH、Cl2和H2。

注意在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。

在工业生产中，为避免这几种产物混合，需要使反应在特殊的电解槽中进行。

2、铜的电解精炼：
如右图为电解法精炼铜的装置，其中阳极为，阴极为，电解质溶液为溶液，粗
铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属。

阳极发生的主要反应为：－。

（杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：Fe＝Fe2＋＋2e－。

Zn＝Zn2＋＋2e－，Ni ＝Ni2＋＋2e－。

由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。

阴极的反应为。

（由于Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋得电子能力比Cu2＋弱且量又少，故Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋不反应，以离子的形式留在溶液中，经过上述反应，粗铜中的杂质被除去，变成了精铜，能满足作为导线的要求，这就是铜的精炼）。

3、电镀
【活动·探究】
根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁
钉表面镀上一层铜。

思路：铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成以Cu2＋，溶液中的Cu2＋在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出
了铜。

故要在铁制品表面镀铜，可让做阳极，为
阴极，溶液为电解质溶液，设计成如下图所示
的装置。

现象：
电极反应：
阳极：
阴极：
该过程就是电镀。

(1)电镀：。

(2)构成要素：
电极：
电镀溶液：
【典例解析】
例1、如下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液呈红色。

(1)试分析电源的正负极、CuSO4溶液的pH变化及CuSO4溶液中各离子浓度的变化情况。

（2）其中B装置为何要用U形管？
（3）若电源输出电子0.5mol，求A中析出铜多少克，B中产生气体多少升。

解析：此题是典型的电解装置，根据现象不难推断，a、b为惰性电极，a附近溶液红色，即a附近溶液碱性，析出H2，发生还原反应，是阴极，故电源X是负极，Y是正极。

在A装置中，铂极是阴极，铜极是阳极，阳极是Cu，活性电极本身放电，阴极是Cu2＋放电，即阳极：Cu－2e－＝Cu2＋(氧化反应)，阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu（还原反应），故A装置是典型的电镀装置，pH无变化，各离子浓度也无变化。

B用U形管是为了让H2和Cl2分开，防止爆炸，电解方程式：2NaCl＋2H2O＝
根据电子守恒，故在A装置中转移电子数也为0.5mol，故析出Cu为0.25mol，质量为：
0.25mol×64g/mol=16g ，在B中转移电子数也为0.5mol, 产生气体为：
L/mol=11.2L
答案：(1)X是负极，Y是正极。

pH无变化，各离子浓度也无变化。

(2)防止H2、Cl2接触爆炸。

(3)16g、11.2L。

例2、请用下图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。

(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是（填各接口的代号字母）：A接、
接；B 接、接。

(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的极，所发生的反应为；铁电极接电源的极，所发生的反应为；此电解总反应方程式为。

(3)实验测得产生的氢气体积（已折算成标准状况）为5.60mL，电解后溶液的体积恰好为50.0mL，则溶液的pH 值为。

解析：本题考查按实验要求设计组装合理实验装置的能力，并根据制得的H2的体积，计算电解后溶液的pH值。

根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl－―2e－＝Cl2↑，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极。

阴极发生的是水电离出的H＋离子被还原，2H＋＋2e－＝H2↑，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。

电解的总是反应方程式为：2NaCl＋
2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

原题U型管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可任意选用。

而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于A、B为哪种电极以及电极产物和实验要求。

设A上电极为铁质阴极、B上电极为石墨阳极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为：A 接贮气瓶的G端，把水挤入量筒，用量筒测量出的水量，以测定产生的H2体积。

B接洗气瓶的D端，生成的Cl2氧化洗气瓶里的淀粉KI溶液，以证明其氧化性，多余的Cl2通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收Cl2，防止污染大气。

已知电解产生H25.6mL，相当于
2NaCl＋2H2O=2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2mol1mol
x0.00025mol
x＝2×0.00025mol＝0.0005mol
c(OH－)＝
pOH=2∴pH＝14－2＝12。

答案：(1)A接G、F接H；B接D、E接C。