高中化学选修4原电池与电解池讲义及习题(含解答)

合集下载

原电池、电解池专题(含答案解析)

原电池、电解池专题(含答案解析)

原电池化学能转化为电能的装置。

无外加电源的装置一定是原电池。

原电池组成条件:1.两极材料活泼性不同2.电极直接与电解质溶液接触3.形成闭合回路原电池工作原理:活泼金属为负极(失电子,被氧化),不活泼金属或碳棒为负极(得电子,被还原)如锌铜原电池:锌为负极,铜为正极由于锌比铜活泼,锌原子失去电子通过导线流向铜原子,形成电流,溶液中的H +从铜片上获得电子,被还原成H 原子,并形成H 2阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。

离子方程式为:↑+−→−+++222H ZnH Zn练习11.下列说法正确的是( )A .原电池是把电能转化为化学能的装置B .原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应C .原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D .形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动2.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 .用铜板和锌板紧靠在一起浸入硫酸铜溶液,负极铜板质量增加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,气泡放出速率加快。

3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag +Zn(OH)2Ag 2O +Zn +H 2O ,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是 A .Ag B .Zn(OH)2 C .Ag 2OD .Zn4.白铁皮发生析氢腐蚀,若有0.2摩电子发生转移,下列说法中不正确的是A.有6.5克锌被腐蚀B.2.8克铁被腐蚀C.正极上H+被还原D.在标准状况下有2.24升气体放出5.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是 A 阴极 B 正极 C 阳极D 负极6.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b极有气体产生,c极无变化d极溶解,c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>cD.a>b>d>c7.下列变化中属于原电池反应的是()A.白铁(镀Zn铁)表面有划损时,也能阻止铁被氧化B.在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层D.在铁与稀H2SO4反应时,加几滴CuSO4溶液,可加快H2的产生8.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即构成甲烷燃料电池。

高中化学选修4原电池与电解池讲义及习题测验(含答案)

高中化学选修4原电池与电解池讲义及习题测验(含答案)

个性化辅导讲义讲义编号学员编号:年级:高二课时数:学员姓名:辅导科目:化学学科教师:授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段:—教学目标1.理解原电池的工作原理,了解组成原电池的条件2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写3.认识化学能与电能的相互转化教学内容与过程1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。

这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。

③能自发的发生氧化还原反应①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。

回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由____极流向____极。

(填字母) (2)电池正极反应式为 。

(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?____(填“是”或“否”),原因是____________。

(4)MnO 2可与KOH 和KClO 3,在高温下反应,生成K 2MnO 4,反应的化学方程式为_______________。

K 2MnO 4在酸性溶液中歧化,生成KMnO 4和MnO 2的物质的量之比为___________。

二、二次电池1、定义:二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生.这类电池可以多次重复使用.2、常见的二次电池:(1)铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO 2,负极板上覆盖有Pb ,电解质是H 2SO 4. 铅蓄电池放电的电极反应如下: 负极:Pb+SO 42﹣﹣2e ﹣=PbSO 4(氧化反应)正极:PbO 2+SO 42﹣十4H ++2e ﹣=PbSO 4+2H 2O (还原反应) 总反应:Pb+PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4十2H 2O 铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程: 阴极:PbSO 4+2e ﹣=Pb+SO 42﹣(还原反应)阳极:PbSO 4+2H 2O ﹣2e ﹣=PbO 2+SO 42﹣十4H +(氧化反应) 总反应:2PbSO 4十2H 2O=Pb+PbO 2+2H 2SO 4 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式: Pb+PbO 2+2H 2SO 4⇌2PbSO 4十2H 2O练习:已知铅蓄电池的工作原理为Pb +PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O ,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。

同步鲁科版化学选修四新突破讲义:第1章 微专题(一) 电解池与原电池的综合复习 Word版含答案

同步鲁科版化学选修四新突破讲义:第1章 微专题(一) 电解池与原电池的综合复习 Word版含答案

微专题(一)电解池与原电池的综合复习1.电解池与原电池装置的辨析(1)先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。

(2)再分析反应本质,如发生非自发氧化还原反应,装置为电解池,如能发生自发氧化还原反应,则装置为原电池。

(3)多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池。

2.电解池与原电池的有关计算规律(1)同一原电池的正、负极—同一电解池的阴极、阳极的电极反应得、失电子数相等。

(2)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。

(3)在计算电解产物的量时,应按得、失电子数相等计算。

3.书写电极反应式和总反应式的规律(1)根据给出的两个电极反应式,写总反应式。

已知两个电极反应式,写总反应式时,要使两个电极反应式得失电子数相等后,将两式相加,消去相同的化学式即可。

(2)给出总反应式,写出电极反应式。

书写电极反应式的步骤一般分为四步:①列物质、标得失;②选离子、配电荷;③配个数、巧用水;④两式加、验总式。

(3)根据信息给予的知识,写电极反应式和总反应式。

(甲)【典例】串一串——辨清装置,写出电极反应,回答问题甲:(左)铁(____极)______________________________;石墨(____极)____________________________。

(右)石墨(____极)_________________________________;铜(____极)____________________________________。

当右图装置左侧________电极收集到224 mL(已换算成标准状况下体积)气体时,右侧________电极增重________g。

(乙)乙:银电极反应式:_________________________________;铂电极反应式:____________________________________。

专题4.3 电解池2018学年高二化学(选修4) 含解析

专题4.3 电解池2018学年高二化学(选修4) 含解析

知识梳理一. 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。

在此过程中,电能转化为化学能。

二. 电解池1.电解池的构成条件(1) 有与电源相连的两个电极。

(2) 两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。

(3) 形成闭合回路。

2.电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例:总反应方程式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑。

3.电解池中电子和离子的移动(1) 电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。

(2) 离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。

三. 电解产物的判断及有关反应式的书写1.判断电解池的阴、阳极(1) 根据外接电源的正、负极判断:电源正极连接阳极;电源负极连接阴极。

(2) 根据电极产物判断:电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极;析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极。

2.分析电解质水溶液的组成找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。

3.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极:(1) 是活性电极时:电极本身溶解放电(2) 是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-):S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-4.写出两极电极反应式(1) 阳极:活性电极失去电子生成相应的金属阳离子;溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。

(2) 阴极:溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。

5.写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下,两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。

人教版高中化学选修四专题八电化学(原电池和电解池)

人教版高中化学选修四专题八电化学(原电池和电解池)

Cu ZnH 2SO 4高中化学学习材料金戈铁骑整理制作专题八 电化学(原电池和电解池)考纲解读:1、 掌握原电池原理2、 了解化学电源、化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防护腐蚀的方法3、 掌握电解的原理4、 了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业、铝的冶炼等反应原理。

考点精讲:(一)原电池考点一:原电池工作原理例1:如右图:写出电极反应:正极: 负极: 总方程式为: 。

电子的流向:电流的流向: 在电解质溶液中H +运动到: 极。

实现的能量转化: 。

上述原电池工作一段时间后,硫酸溶液的pH 怎样变化: 。

例2:关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A 、铜是阳极,铜片上有气泡产生B 、铜片质量逐渐减少C 、电流从锌片经导线流向铜片D 、氢离子在铜片表面被还原思考:什么样的反应可以设计成原电池?原电池正、负极的现象?考点二、燃料电池: 例3:( 2004,天津理综)下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )A .a 电极是负极B .b 电极的电极反应为: 4OH --4e -= O 2↑+2H 2OC .氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D .氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置例4:(1)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。

氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水,经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H 2+O 2====2H 2O,(1)则负极通的是,正极通的是,正、负极两极电极反应式分别:,。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式,。

考点三:金属腐蚀例5:下列五个烧杯中均有天然水,铁被腐蚀由快到慢的顺序是思考:金属腐蚀的快慢的判断方法一般判断原则?电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀同种金属腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质强化训练:1、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是()A.锌片是正极,铜片上有气泡产生 C 电流方向是从锌片流向铜片B:溶液中H2SO4的物质的量减少 D 电解液的pH保持不变2、下列关于原电池的叙述中,正确的是()A:原电池中,正极就是阳极,负极就是阴极B:形成原电池时,在负极上发生氧化反应C:原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动D:电子从负极流向正极3、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4、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是()A:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C:与氯气反应时,铝失去3个电子,而铜失去2个电子D:常温下,铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化5、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。

高二化学选修四第四章-第一节-原电池习题教程文件

高二化学选修四第四章-第一节-原电池习题教程文件

第四章电化学基础第一节原电池[目标要求] 1.理解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。

3.会判断原电池的正、负极,能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。

一、原电池1.原电池定义:将化学能转变为电能的装置。

2.实质:将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能。

3.简单原电池的构成条件:①活泼性不同的两个电极,②电解质溶液,③形成闭合回路,④能自发进行的氧化还原反应。

二、原电池的工作原理工作原理:利用氧化还原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得电流。

以铜锌原电池为例:1.在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被氧化,锌原子失电子,形成Zn2+进入溶液,从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片;CuSO4溶液中,Cu2+从铜片上得电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。

锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;铜为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu。

总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,反应是自发进行的。

2.闭合回路的构成:外电路:电子从负极到正极,电流从正极到负极,内电路:溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液,阳离子移向CuSO4溶液。

3.盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。

当其存在时,随着反应的进行,Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。

Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO2-4过多,溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在就避免了这种情况的发生,其中Cl-向ZnSO4溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。

知识点一原电池1.下列装置中能构成原电池产生电流的是()答案 B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑;C项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。

【良心出品】高中化学选修4原电池和电解池练习.doc

【良心出品】高中化学选修4原电池和电解池练习.doc

原电池和电解池习题一、选择题1.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是A . 2H+ +2e == H 2↑B. Fe2++2e == FeC. 2H2O+O 2+4e == 4OH -D. Fe3+ +e == Fe2+2.以下现象与电化腐蚀无关的是A .黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B .生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.锈质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D .银质奖牌久置后表面变暗3. 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>CB . B>C>A C. C>A>B D .B>A>C4.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.用锌片做阳极,铁片做做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌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,气泡放出速率加快5.在外界提供相同电量的条件, Cu2+或 Ag +分别按 Cu 2++2e → Cu 或 Ag ++e→ Ag 在电极上放电,电极上析出铜的质量为 1.92g,则析出银的质量为A . 1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g6.100mL 浓度为 2 mol/L 的盐酸跟过量锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成的氢气的总量,可采用的方法是A .加入适量的 6 mol/L 的盐酸 B .加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水 D .加入适量的氯化钠溶液7.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断,下列叙述中正确的是A .电池放电时,电池负极周围溶液的PH 不断增大B .电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被还原 D .电池放电时,H 2是负极8.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:今若制得 Cl 2 0.050mol ,这时电池内消耗的 H 2SO4的物质的量至少是A . 0.025molB .0.050mol C. 0.10mol D. 0.20mol9.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,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 . 1:2:3B . 3:2:1 C. 6:3:1 D . 6:3: 210.将 Al 片和 Cu 片用导线相连,一组插入浓HNO 3溶液中,一组插入稀NaOH 溶液中,分别形成了原电池,则在这两个原电池中,正极分别为A . Al 片、 Cu 片B .Cu 片、 Al 片C. Al 片、 Al 片 D .Cu 片、 Cu 片11.下图中 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 极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是112.盐溶液电解时,在相同时间作用下,析出金属的物质的量取决于A .电极的性质B.电流强度C.所加电压D.金属离子的价数二、综合题13.工业上为了除去含 Cr2O72-离子的酸性废水,采用以下处理方法:往工业废水中加入适量的食盐水1~2g/L ;以铁作为电极进行电解:鼓入空气,经过一段时间后,使废水中的含铬(有毒)量降到可排放的标准。

高中化学第四章电化学基础1原电池练习(含解析)新人教版选修4

高中化学第四章电化学基础1原电池练习(含解析)新人教版选修4

原电池一、选择题1. 在如下图的水果电池中,外电路上的电流从X 电极流向 Y 电极。

若 X为铁,则 Y 可能是 ()A.锌B.石墨C.银D.铜分析:选 A。

电流的方向与电子的挪动方向相反,由已知条件知电子由Y 电极流向 X 电极,因此 Y 电极的金属活动性强于铁,故 A 选项中的锌切合题意。

2.(2019 ·韶关高二测试 ) 实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液构成原电池,则正极的电极反响式为 ()A. Fe-3e -3 +B. Fe- 2e-2+===Fe===FeC. 2H O+O+ 4e--+-===Ag===4OH D. Ag+ e22分析:选 D。

在此原电池中,铁片、铜片分别为负极和正极,总反响式为Fe+ 2AgNO3===2Ag+Fe(NO3) 2,正极的电极反响式为Ag++ e- ===Ag, D 项正确。

3.以下说法正确的选项是()A.构成原电池正极和负极的资料一定都是金属B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被复原C.实验室欲迅速制取氢气,可利用粗锌与稀H2SO4反响D.原电池能够把物质内部的能量所有转变成电能分析:选C。

构成原电池的电极资料能够是导电的非金属,如碳棒,因此A错。

在原电池中,电子流出的一极是负极,失电子被氧化,因此 B 错。

粗锌中含有杂质可形成原电池,因此C 对。

原电池中的能量除转变成电能外,还有部分转变成热能等,因此 D 错。

4.(2019 ·十堰高二检测) 对于如下图的原电池,以下说法正确的选项是()A.电子从锌电极经过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁徙C.锌电极发生复原反响,铜电极发生氧化反响D.铜电极上发生的电极反响是2H++ 2e- ===H2↑分析:选A。

该原电池中,Zn 为负极, Cu 为正极,负极发生氧化反响,正极发生复原反响,电子由 Zn 电极流向 Cu 电极,故 A 项正确, C项错误;因电子由 Zn 电极流向 Cu 电极,故铜电极的电极反响式为 Cu2++ 2e-===Cu,因此盐桥中的阳离子向 CuSO4溶液中迁徙,阴离子向 ZnSO4溶液中迁徙,故B、 D 项错误。

高中化学选修四第四章原电池典型题练习题带答案

高中化学选修四第四章原电池典型题练习题带答案

高中化学原电池练习题一.选择题(共30小题)1.如图所示,装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计).闭合K,灯泡发光.下列叙述中不正确的是()A.当电路中有1.204×1022个电子转移时,乙烧杯中溶液的C(H+)约为0.1mol•L﹣1B.电池工作时,盐桥中的K+移向甲烧杯C.电池工作时,外电路的电子方向是从a到b D.乙池中的氧化产物为SO42﹣2.理论上不能设计原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l);△H<0B.HCl(l)+NaOH(l)═NaCl(l)+H2O(l);△H<0C.Fe(s)+H2SO4(l)═FeSO4(l)+H2(g);△H<0D.2FeCl3(l)+Fe(s)═3FeCl2(l);△H<03.某实验小组依据反应AsO43﹣+2H++2I﹣⇌AsO33﹣+I2+H2O设计图1原电池,探究pH对AsO43﹣氧化性的影响。

测得电压与pH的关系如图2,下列有关叙述错误的是()A.pH>0.68时,甲烧杯中石墨为负极B.pH=0.68时,反应处于平衡状态C.pH>0.68时,氧化性I2>AsO43﹣D.pH=5时,负极电极反应式为2I﹣﹣2e﹣=I24.“太阳水”电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中a为TiO2电极,b为Pt电极,c为WO3电极,电解质溶液为pH=3的Li2SO4﹣H2SO4溶液。

锂离子交换膜将电池分为A、B两个区,A区与大气相通,B区为封闭体系并有N2保护。

下列关于该电池的说法正确的是()A.若用导线连接a、c,则a为负极,该电极附近pH增大B.若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为H x WO3﹣xe﹣═WO3+xH+C.若用导线连接b、c,b电极附近pH增大,可实现太阳能向电能转化D.若用导线连接b、c,c电极为负极,可实现H x WO3转化为WO35.锌﹣空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,可作为新能源汽车的电源。

高中化学选修4考点过关:考点15-电解池的工作原理及应用(Word版,含解析)

高中化学选修4考点过关:考点15-电解池的工作原理及应用(Word版,含解析)

电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。

把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

非自发的氧化还原反应在有外接电源时可能被设计为电解池。

电解池装置常由直流电源、两个电极、导线及电解质溶液(或熔融电解质) 形成闭合回路构成,多池相连无外接电源时,两极活泼性差异小的池为电解池。

电解电解质溶液时,在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。

阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。

离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力,另外也与离子的浓度及电极材料有关。

阴极上放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。

氧化性强的先放电,放电顺序是:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。

若是惰性电极作阳极,则仅是溶液中的阴离子放电,常见离子的放电顺序是:一般情况下,离子按上述顺序放电,但如果离子浓度相差十分悬殊,离子浓度大的也可以先放电。

如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中,由于溶液中c(Fe2+)或c(Zn2+)≥c(H+),则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+,因此阴极上的主要产物为Fe或Zn;但在水溶液中,Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。

【例1】下列有关电化学的示意图中正确的是( )电解后,如果只产生H2不产生O2,则溶液pH变大;如果只产生O2不产生H2,则溶液pH变小;如果既产生O2又产生H2,若原溶液呈酸性则pH减小,若原溶液呈碱性则pH增大,若原溶液呈中性则pH不变;如果既无O2产生也无H2产生,则溶液的pH均趋于7。

酸、碱、盐溶液的电解规律(惰性电极作阳极):电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。

一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物,但也有特殊情况,如用惰性电极电解CuSO4溶液,Cu2+完全放电之前,可加入CuO或CuCO3复原,而Cu2+完全放电之后,应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。

高中化学选修4原电池与电解池讲义及习题(含答案)

高中化学选修4原电池与电解池讲义及习题(含答案)

个性化辅导讲义讲义编号学员编号:年级:高二课时数:学员姓名:辅导科目:化学学科教师:授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段:—教学目标1.理解原电池的工作原理,了解组成原电池的条件2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写3.认识化学能与电能的相互转化教学内容与过程1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。

这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。

③能自发的发生氧化还原反应①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。

1④形成闭合回路反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。

由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用①抗金属的电化腐蚀;②实用电池。

①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀铜);③电冶(冶炼Na、Mg、Al);④精炼(精铜)。

2.原电池正负极的判断:⑴根据电极材料判断:活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的或者非金属为正极。

⑵根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极→正极。

电流方向:正极→负极。

⑶根据电极变化判断:氧化反应→负极;还原反应→正极。

2⑷根据现象判断:电极溶解→负极;电极重量增加或者有气泡生成→正极。

⑸根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子→移向负极;阳离子→移向正极。

原电池和电解池练习及答案

原电池和电解池练习及答案

铂片 滤纸 铅笔祝你成功 ab 直流电源原电池和电解池练习一、选择题1.如图所示各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是A . ④>②>①>③B . ②>①>③>④C . ④>②>③>①D . ③>②>④>①2.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,停止电解,向溶液中加入一定质量的另一种物质括号内,能使溶液完全复原的是A. CuCl 2 CuO B .NaOH NaOHC .CuSO 4 CuCO 3D .NaCl NaOH3.金属镍有广泛的用途;粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是 已知:氧化性Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+A .阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2++2e -=NiB .电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C .电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+和Zn 2+D .电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt4.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验;滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹;据此,下列叙述正确的是A .铅笔端作阳极,发生还原反应B .铂片端作阴极,发生氧化反应C .铅笔端有少量的氯气产生D .a 点是负极,b 点是正极 5.如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml,浓度均为L,工作一段时间后,测得测得导线上均通过了电子,此时溶液中的pH 由大到小的顺序是A .④②①③B .④③①②C .④③②①D .①③②④6. 将含有和的水溶液1L,用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上析出,此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为A .5.60LB .6.72LC .4.48LD .3.36L7.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极Pb +SO -24===PbSO 4+2e -,正极PbO 2+4H ++SO -24+2e-===PbSO 4+2H 2O ;若制得Cl 2 物质的量为,这时电池内消耗的H 2SO 4的物质的量至少是8.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压;高铁电池的总反应为 3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O 3ZnOH 2+2FeOH 3+4KOH,下列叙述不正确的是A 、放电时负极反应为:Zn -2e — +2OH —= ZnOH 2B 、充电时阳极反应为:FeOH 3-3e — + 5 OH — = FeO -24+ 4H 2OC 、放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO 4被氧化D 、放电时正极附近溶液的碱性增强9.用惰性电极电解MNO 3x 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 A.b ax 4.22 B.b ax 2.11 C .b ax 6.5 D.b ax 5.210.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇Y2O3的氧化锆ZrO2晶体,在熔融状态下能传导O2-;下列对该燃料电池说法不正确的是A.在熔融电解质中,O2-移向负极B.电池的总反应是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-===2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-===4CO2↑+5H2O 11.用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解;当电解液的pH从变为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,电极上析出银的质量大约是A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg12.用铂电极电解2价过渡元素硝酸盐溶液600mL,若某极产生672mL气体标准状况,另一极增重3.81g,假设溶液体积不变,且原溶液pH值为6,正确的判断是:①电解后溶液的pH值为,②电解后溶液pH值的为,③该金属的相对原子量为65,④该金属的相对原子量为,⑤该金属的相对原子量为24;A.①④B.②④C.①⑤D.②③13.右图所示装置I是一种可充电电池,装置II为电解池;离子交换膜只允许Na+通过,充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr;闭合开关K时,b 极附近先变红色;下列说法正确的是A.负极反应为4Na-4e-=4Na+B.当有0.01 mol Na+通过离子交换膜时,b电极上析出标准状况下的气体112 mLC.闭合K后,b电极附近的pH变小D.闭合K后,a电极上有气体产生14. 在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶2加入AgNO3,BaNO32,Na2SO4,NaCl,使之完全溶解,以铂电极电解该混合物至溶质完全反应,则所得氧化产物与还原产物的质量比为:A.∶108 B.71∶2 C.108∶D.71∶10915.三氧化二镍Ni2O3可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至,加入适量Na2SO4后进行电解,电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化成三价镍.以下说法正确的是A.可用铁做阳极材料B.阳极反应方程式为:2Cl- - 2e-=Cl2↑C.电解过程中阳极附近溶液的pH升高mol二价镍全部转化成三价镍时,外电路中通过了2mol电子-3质量分数改变了时停止电解,则这时溶液中应符合的关系是NaOH的质量分数阴极析出的物质的质量/g阳极析出的物质的质量/gA 19 152B 152 19CD17.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用;锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zns+2MnO2s+H2Ol==ZnOH2s+Mn2O3s;下列说法错误..的是A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为:2MnO2s+H2O1+2e—=Mn2O3s+2OH—aqC.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过电子,锌的质量理论上减小6.5g二、填空题18.下图表示各物质之间的转化关系;已知:A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液;请按要求填空:⑴写出B的电子式:⑵写出用A作电极电解G溶液,在电极上生成E的反应式:反应⑤的现象是⑶反应①的化学方程式是,反应④在生产中有重要应用,被称为反应;⑷反应⑥的离子方程式是19. 在如右图所示的实验装置中,E为一张淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸,C、D为夹在滤纸两端的铂夹,X、Y分别为直流电源的两极; 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中,再分别插入铂电极;切断电源开关S1,闭合开关S2,通直流电一段时间后,请回答下列问题:1标出电源的正、负极:X为极,Y为极;2在滤纸的C端附近,观察到的现象是,在滤纸的D端附近,观察到的现象是;3写出电极反应式:A中;B中;C中;D中;4若电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极,此时切断开关S2,闭合开关S1,则电流计的指针是否发生偏转填“偏转”或“不偏转”;5若电流计指针偏转,写出有关的电极反应式若指针不偏转,此题不必回答:A 中;B中;若电流计指针不偏转,请说明理由若指针不偏转,此题不必回答20.工业上+6价的Cr含量不能大于·L-1,为了达到废水排放标准,工业上处理含①往工业废水中加入适量的NaCl1~2g·L-1;②以铁电极进行电解,经过一段时间后有CrOH3和FeOH3沉淀生成;③过滤回收沉淀,废水达到排放标准;试回答:1写出电解时的电极反应,阳极______阴极______;3电解过程中CrOH3,FeOH3沉淀是怎样产生的______;4能否将电极改为石墨电极为什么______;21 .将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中,铜片与电源正极相连,铂片与电源负极相连,以电流强度1A通电10min,然后将电源反接,以电流`强度为2A继续通电10min;试回答:1铜电极和铂电极质量为横坐标,时间为纵坐标,分别作出铜电极、铂电极的质量和时间的关系图;2上述过程中发生的现象是:铜电极;铂电极;3最后时刻两电极的电极反应式:铜电极;铂电极;原电池和电解池练习答案1. A解析金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析;当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时,铁为负极,被腐蚀的速度增大,②>①;当铁与比它活泼的金属连接,构成原电池时,铁是正极,铁被保护,被腐蚀的速度减小,③<①;在电解装置中,铁接电源的正极,铁被腐蚀的速度加快,因此,腐蚀速度④>②>①>③ ;金属腐蚀快慢的判断:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀;2.C解析选项产物物质的量比复原加入物质A Cu:Cl2=1:1 CuCl2固体B H2:O2=2:1 H2OC Cu:O2=2:1 CuO或CuCO3D Cl2:H2=1:1 HCl气体3. D4. D 解析本题考查的是电解饱和食盐水实验,电解实验中阳极发生氧化反应,生成氯气,阴极发生还原反应生成氢气,由电极反应式可知,在阴极生成氢氧化钠,出现红色字迹,所以铅笔做阴极,a为电源负极;5. C解析若氢离子放电,PH增大,若氢氧根放电PH减小;③中锌电极参与反应,电解质溶液PH基本不发生变化;④中阴极上氢离子放电,溶液渐渐成碱性;②阴极上氢离子放电,导线上通过了电子,则溶液中减少了氢离子的物质的量也为,根据原溶液的体积和浓度,氢离子的物质的量减少为,浓度变为L;①中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了电子,则溶液中氢氧根离子减少,即氢离子的物质的量增加 .溶液体积均为0.2L,,浓度约为1 mol/L;PH的变化符合C;6.C 解析电路中的确转移了的电子,但溶液中仅有的氯离子,其放电析出的氯气;阳极放电的下一个产物应是氢氧根离子失电子转化成氧气,其量为的电子转移,产生的氧气;因此在阳极最终生成的气体,在标况下的体积为4.48L;7. C 解析该题只要明确原电池和电解池原理,抓住转移电子守恒即可;由2Cl--2e-===Cl2,===2PbSO4+可知制 mol Cl2转移 mol电子,再由铅蓄电池总反应:Pb+PbO2+4H++2SO 242H2O可看出每转移2 mol e-消耗2 mol H2SO4,现转移 mol电子,将耗 mol硫酸;8.C解析A是关于负极反应式的判断,判断的要点是:抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律,再分析清楚价态的变化趋势,从而快速准确的判断,A是正确的;B是充电时的阳极方程式,首先判断应该从右向左,再判断阳极应该是失去电子,就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应,然后注重电子、电荷以及元素三个守恒,B正确;C主要是分析原总方程式即可,应该是1mol K 2FeO 4被还原,而不是氧化;D 选项中关于放电时正极附近的溶液状况,主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可,本答案是正确的;答案选9. C10. D 解析 燃料电池中通入还原剂的一极为负极,丁烷在负极失电子;C 4H 10-26e -+13O2-===4CO 2↑+5H 2O;11. B 解析电解的化学方程式: 阳极:40H --4e-=2H2O +O2↑ 阴极:Ag++e-=Ag 总的化学方程式:4AgNO3+2H2O 电解=4Ag+4HNO3+O2↑ PH=6时,cH+=10-6mol/L 括号里的数字为指数,下同 PH=3时,cH+=10-3mol/L 因此nH+的变化量为: 10-310-6mol 因为两个数字的数量级相差太远,因此后面的减数可以忽略不计 所以nH+的变化量为: 10-3 mol,这也就是由电解生成的H+ 所以电极上应析出银的质量是:10-3108==54mg12. B13. B 解析本题信息新颖,多数同学被所给的电池反应很不熟悉,习惯写出电极式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来;电源的正极:Br 3-+2 e -=3Br - 电源的负极2 S 22--2 e -= S 42-,内电路为Na +移动导电;由题意可知b 极阴极:2H ++2 e -= H 2↑,a 极阳极:Cu-2 e -= Cu 2+,所以C,D 均错误;对于B 项当有0.01 mol Na +通过离子交换膜时,说明有内电路通过了 mol 的电荷,外电路转移的电子也就为 mol;结合b 极反应,产生的气体就为 mol,体积为112 mL;只有B 正确;14. B 解析 当四种物质混合时,相互间有反应发生,硝酸银和氯化钠、硝酸钡和硫酸钠以等物质的量发生反应,生成难溶的氯化银、硫酸钡和硝酸钠;电解质溶液转化为按物质的量之比为3∶1的NaNO3,NaCl,电解时只有氯离子和氢离子参加电极反应,氧化产物与还原产物的质量比为71∶2; 15. B 解析A 、电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应,铁做阳极时铁失电子发生氧化反应无氧化剂生成,故A 错误; B 、阳极反应是氯离子失电子发生氧化反应.电解反应为:2Cl-2e -=Cl 2↑,故B 正确; C 、电解过程中阳极附近生成的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液的pH 降低,故C 错误; D 、1mol 二价镍全部转化成三价镍时转移电子1mol,外电路中通过了1mol 电子,故D 错16. B 解析本题考查考生对电解原理的理解;在设计试题时有意提供了某些可应用于速解的信息,借以考查考生思维的敏捷性;常规解:由题设条件可知,1LNaOH 溶液中含有的溶质质量为:1000mL ×·cm -3×=,电解稀硫酸事实上消耗了水,使溶液浓度增大,停止电解时溶质的质量分数为,停止电解时溶液的质量为:g g 889062.012.55=;则被电解的水为:1060g-889g=171g;根据电解水的化学方程式不难算出:在阳极析出的氧气为:g g 1521816171=⨯,在阴极析出的氢气为:g g 19182171=⨯,选项B 正确;非常规解:根据电解NaOH 溶液事实上是电解水这一结论,可看出随着电解的进行,溶液中溶质的质量分数增加,这样,C 、D 两项应予否定;电解水是阳极析出的是氧气,阴极析出的是氢气,它们的物质的量之比应为2︰1,前者质量大于后者,只有选项B 符合题意;17. C 18. X 常温下为无色液体判断为H 2O,B 为淡黄色固体为Na 2O 2,反应⑤的现象是白色物质迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明J 为FeOH 3;F 为O 2,G 为NaOH,A 为单质,结合转化关系①④可知,A 为Fe,电解池中阳极是铁失电子生成亚铁离子,阴极放出H 2,所以溶液中在阳极生成氢氧化亚铁;D 为H 2,E 为FeOH 2,C 为Fe 3O 4,H 为Al,I 为Al 2O 3,K 为NaAlO 2,综合推断和转化关系判断各物质分别为:A 、Fe ;B 、Na2O2;C、Fe3O4;D、H2;E、FeOH2;F、O2;G、NaOH;H、Al;J、FeOH3;K、NaAlO2;答案1B的化学式是Na2O2 2反应④可放出大量热,故称为铝热反应不能答放热反应.该类反应的一个重要应用是冶炼金属3反应①的化学反应方程式是3Fe+4H2Og====高温Fe3O4+4H2.该反应的氧化产物是Fe3O44上述电解装置中阴极的电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑19.指针偏转;5A中2H2+4OH--4e-=4H2O;B中2H2O+O2+4e-=4OH- ;20.答案1阳极Fe-2e=Fe2+,阴极2H++2e=H2↑;3因H+放电,破坏了水的电离平衡,产生的OH-与溶液中的Fe3+,Cr3+生成CrOH3和FeOH3沉淀;4不能,因用石墨电极,阳极Cl-放电,不能产生还原剂Fe2+,解析本题是一道电解实际应用题;电解阳极阴离子的放电顺序是:硫离子、碘离子、溴离子、氯离子……,由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电,因此将阳极反应写为:2Cl--2e=Cl2↑;另一种误解是认为,既然是铁电极放电,其电极反应为:Fe-3e=Fe3+,忽略了电极铁是过量的,因此阳极的电极反应应为:Fe-2e=Fe2+;溶液中的阳离子流向阴极,其放电反应应是:2H++2e=H2↑,而重铬酸根离子应流向阳极,不在阴极放电; 溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子,重铬酸根离子在酸性条件下氧化能力更强,本身在该条件下还原成铬离子;电极反应和氧化还原反应大量消耗氢离子,使水进一步电离,溶液中氢氧根离子浓度大大增大,与Fe3+,Cr3+生成CrOH3和FeOH3沉淀; 若改用石墨电极,溶液中没有还原性物质,重铬酸根离子不能被还原,因此也无法排除回收而达到解污净化作用;21.解析作图题是近年来出现的一种新题型,这类题提供一些化学变化过程和必要的数据等条件,要求学生按照题中规定作出相关化学图像;由于学生必须根据题中制定的情景或数据,将化学知识按内在联系统摄成规律,并将其抽象为数学问题,利用数学工具解决化学问题,所以这类题对考生的深层次思维能力的考查还是很有成效的;本题将电解原理和化学图像相结合,对学生的化学知识的考查更加深入;开始10min,阳极反应为:Cu-2e=Cu2+,阴极为:Cu2++2e=Cu;所以铜片质量减少,铂片质量增加,铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等;后10min,电源反接,表面附有铜的铂片成为阳极,铜片成为阴极;又由于电流强度为开始的2倍,附着在铂片上的铜在5min时即完全溶解,后5min,阳极的电极反应式为:4OH-—4e=O2↑+H2O,此时阳极铂片质量不发生变化;作为阴极的铜片在5min即恢复到开始时的质量,后5min质量继续增加;答案1mCu/g mPt/g10 15 20 t/min 10 15 20 t/min2由上述分析可知:铜片先变薄,后增厚;铂片先有铜沉积,后铜溶解,铜溶解完,又有气体产生;3铜电极:Cu2++2e=Cu;铂电极:4OH-—4e=O2↑+2H2O;。

原电池与电解池习题及解答

原电池与电解池习题及解答

精心整理电能转化化学能—电解1.下列关于铜电极的叙述正确的是A .铜锌原电池中铜是负极B .用电解法精炼铜时粗铜作阴极C .在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D .电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极2.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,用铁作为阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作为阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作为阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作为阳极3.对下列各溶液进行电解,通电一段时间后,溶液颜色不会发生显着改变的是()A.-1溶液B.以石墨为电极,电解1mol ·-16ACC 2.X 、Y 、Z 2O (冷)=Z(OH)2+H Y 可以溶于稀H2序是4.中含有足量的Cu 27.68g ,溶液质量增加0.03g ,则A 极合金中Cu 、Zn 的原子个数比为A.4:1B.3:1C.2:1D.5:38.如右图所示,a 、b 是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下实验:断开K 2,闭合K 1一段时间,观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K 1,闭合K 2,观察到电流计A 的指针有偏转。

下列说法不正确的是A.断开K 2,闭合K 1一段时间,溶液的pH 要变大B.断开K 1,闭合K 2时,b 极上的电极反应式为:2H ++2e -=H 2↑C.断开K 2,闭合K 1时,a 极上的电极反应式为:4OH -―4e -=O 2↑+2H 2OD.断开K 1,闭合K 2时,OH -向b 极移动9.将质量分数为0.052的NaOH 溶液1L (密度为1.06g ·cm -3)用铂电极电解,当溶液中NaOH 的质量分数改变了0.010时停止电解,则这时溶液中应符合的关系是9.Li-SO2Cl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl x-SO2Cl2。

电池的总反应可表示为:4Li+2SO2Cl2=4LiCl+S+SO2↑。

人教版高中化学选修4练习:第四章第三节电解池 含答案

人教版高中化学选修4练习:第四章第三节电解池 含答案

第四章电化学基础第三节电解池1.用石墨做电极电解CuCl2溶液,下列说法正确的是()A.在阳极上析出金属铜B.在阴极上析出金属铜C.在阴极上产生有刺激性气味的气体D.阳极上发生还原反应解析:根据电解原理,阳极发生氧化反应:2Cl--2e-===Cl2↑,阴极发生还原反应:Cu2++2e-===Cu。

因此阳极上产生有刺激性气味的气体——氯气,在阴极上析出铜。

故B项正确。

答案:B2.如图所示装置中,属于电解池的是()解析:构成电解池时要有与外直流电源相连的电极,A、B错误;电极插入电解质溶液或熔化的电解质中,且要形成闭合回路,C正确,D错误。

答案:C3.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。

下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是()A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液C.Fe和AgNO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液解析:电镀槽中,要求镀件作阴极,可用镀层金属作阳极,电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液,A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀,只有B项符合要求。

答案:B4.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。

在电解精炼时()A.粗铜接电源负极B.纯铜作阳极C.杂质都将以单质形式沉淀到池底D.纯铜片增重2.56 g,电路通过电子为0.08 mol解析:电解精炼铜时,用粗铜作阳极,用精铜作阴极,所以A、B 不正确。

锌比铜活泼,失电子变成锌离子进入溶液中,金、银不活泼,以单质形式沉淀到池底,C不正确。

D项因发生反应Cu2++2e-===Cu,则电路通过电子为n(e-)=2.56 g64 g·mol-1×2=0.08 mol,D正确。

答案:D5.用石墨作电极,电解1 mol·L-1下列物质的溶液,则电解前后溶液的pH保持不变的是()A.H2SO4B.NaOHC.Na2SO4D.NaCl解析:A、B、C实质上是电解水,浓度增大,A的pH减小,B的pH增大,C的pH不变;用石墨作电极电解NaCl(aq)时,生成NaOH,溶液中c(OH-)增大,pH增大。

人教版高中化学选修4第四章第三节电解池(解析版)

人教版高中化学选修4第四章第三节电解池(解析版)

人教版高中化学选修4第四章第三节电解池(解析版)1/ 13第四章第三节 电解池课后巩固一、单选题(本大题共12小题,每题5分,共60分)1. 关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( )A. 原电池中失去电子的一极为负极B. 电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C. 原电池中相对活泼的一极为正极D. 电解池中发生氧化反应的一极为阳极【答案】C【解析】【分析】本题考查电化学反应原理,为高频考点,把握正负极、阴阳极的判断方法为解答本题关键,注意原电池及电解池的区别,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大.【解答】原电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,所以较活泼的金属作负极,较不活泼的电极为正极,电子从负极沿导线流向正极.而电解池的电极与电源有关,与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极,以此来解答。

A.原电池中负极失去电子发生氧化反应,则失去电子的一极为负极,故A 正确;B.电解池中与电源的连接决定阴极或阳极,则电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极,故B 正确;C.一般来说,原电池中相对活泼的一极失去电子,为原电池的负极,故C 错误;D.与电源正极相连的为阳极,失去电子,发生氧化反应,故D 正确;故选C 。

2. 下列有关电化学装置完全正确的是( )A B C D铜的精炼 铁上镀银 防止Fe 被腐蚀 构成铜锌原电池A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【分析】 本题考查原电池与电解原理的应用,明确正负极与阴阳极的判断及发生的电极反应是解答本题的关键,注意电解池中如果较活泼的金属作阳极,电解池工作时,阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子,题目难度不大。

【解答】A.铜的精炼属于电解池装置,粗铜的精炼中粗铜作阳极,与电源正极相连;精铜做阴极,与电源的负极相连,由图可知,电源方向接反了,故A错误;B.电镀装置属于电解池装置,镀层金属做阳极、发生氧化反应、逐渐溶解;镀件金属做阴极、含镀层金属阳离子的电解液做电解质溶液。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

个性化辅导讲义讲义编号学员编号:年级:高二课时数:学员姓名:辅导科目:化学学科教师:授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段:—教学目标1.理解原电池的工作原理,了解组成原电池的条件2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写3.认识化学能与电能的相互转化教学内容与过程1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。

这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。

③能自发的发生氧化还原反应④形成闭合回路①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。

反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。

由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)(5)铝﹣空气﹣海水电池1991年,我国首例以铝﹣空气﹣海水为材料组成的新型电池用作航海标志灯.该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流.工作原理:负极:4Al﹣12e﹣= 4Al3+正极:3O2+6H2O+12 e﹣=12OH﹣总反应:4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)3特点:这种海水电池的能量比“干电池”高20﹣50倍.(6)高能电池﹣锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池.由于锂的相对原子质量很小,所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大,使用寿命长,适用于动物体内(如心脏起搏器).因锂的化学性质很活泼,所以其电解质溶液应为非水溶剂.如作心脏起搏器的锂﹣碘电池的电极反应式为:负极:2Li﹣2e﹣ = 2Li+正极:I2+2e﹣ = 2 I﹣总反应式为:2Li+I2= 2LiI练习:(9分)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示,其中电解质LiCIO4。

溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。

回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由____极流向____极。

(填字母)(2)电池正极反应式为。

(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?____(填“是”或“否”),原因是____________。

(4)MnO2可与KOH和KClO3,在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为_______________。

K 2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。

二、二次电池1、定义:二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生.这类电池可以多次重复使用.2、常见的二次电池:(1)铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,电解质是H2SO4.铅蓄电池放电的电极反应如下: 负极:Pb+SO 42﹣﹣2e ﹣=PbSO 4(氧化反应)正极:PbO 2+SO 42﹣十4H ++2e ﹣=PbSO 4+2H 2O (还原反应) 总反应:Pb+PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4十2H 2O 铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程: 阴极:PbSO 4+2e ﹣=Pb+SO 42﹣(还原反应)阳极:PbSO 4+2H 2O ﹣2e ﹣=PbO 2+SO 42﹣十4H +(氧化反应) 总反应:2PbSO 4十2H 2O=Pb+PbO 2+2H 2SO 4 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式: Pb+PbO 2+2H 2SO 4⇌2PbSO 4十2H 2O练习:已知铅蓄电池的工作原理为Pb +PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O ,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol 电子时铁电极的质量减少11.2 g 。

请回答 下列问题。

(1)A 是铅蓄电池的 极,铅蓄电池正极反应式为 ,放电过程中电解液的密度 (填“减小”、“增大”或“不变”)。

(2)Ag 电极的电极反应式是 ,该电极的电极产物共 g 。

(3)Cu 电极的电极反应式是 ,CuSO 4溶液的浓度 (填“减小”、“增大”或“不变”)(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x 表示 。

a .各U 形管中产生的气体的体积b .各U 形管中阳极质量的减少量c .各U 形管中阴极质量的增加量(2)碱性镍镉电池:该电池以Cd 和NiO (OH )(氢氧化镍酰)作电极材料,NaOH 作电解质溶液. 负极:Cd+2OH ﹣﹣2e ﹣=Cd (OH )2正极:2NiO(OH)+2H2O+2e﹣=2Ni(OH)2+2OH﹣总反应式为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2充电时:阳极发生如下反应Ni(OH)2–e- + OH- = NiO(OH) + H2O阴极发生的反应:Cd(OH)2+ 2e-= Cd + 2OH-总反应为:2Ni(OH)2 + Cd(OH)2= 2NiO(OH)+ Cd+ 2 H2O从上述两种蓄电池的总反应式可看出,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质硫酸,使溶液中的自由移动的离子浓度减小,内阻增大,导电能力降低.而镍﹣镉电池在放电时只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化,内阻几乎不变,导电能力几乎没有变化.练习:镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:Cd+2NiOOH+ 2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2,由此判断错误的是:()A.放电时,Cd作负极B.放电时,NiO(OH)作负极C.电解质溶液为碱性溶液D.放电时,负极反应为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2(3)氢镍可充电池:该电池是近年来开发出来的一种新型可充电池,可连续充、放电500次,可以取代会产生镉污染的镍﹣镉电池.负极:H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O正极:2NiO(OH)+2H2O+2e﹣=2Ni(OH)2+2OH﹣总反应式为:H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2练习:氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,可以取代会产生隔污染的镉镍电池。

氢镍电池的总反应式H2+NiO(OH)Ni(OH)2,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是()A.电池放电时,电池负极周围溶液pH不断增大 B.电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被氧化 D.电池放电时,H2是负极三、燃料电池又称连续电池:一般以天然燃料或其它可燃物质如H2、CH4等作为负极反应物质,以O2作为正极反应物质而形成的.燃料电池体积小、质量轻、功率大,是正在研究的新型电池之一.(1)氢氧燃料电池主要用于航天领域,是一种高效低污染的新型电池,一般用金属铂(是一种惰性电极,并具有催化活性)或活性炭作电极,用40%的KOH 溶液作电解质溶液.其电极反应式为:负极:2H 2+4OH ﹣﹣4e ﹣=4H 2O 正极:O 2+2H 2O+4e ﹣=4OH ﹣ 总反应式为:2H 2+O 2=2H 2O(2)甲烷燃料电池用金属铂作电极,用KOH 溶液作电解质溶液. 负极:CH 4+10OH ﹣﹣8e ﹣=CO 3 2﹣+7H 2O 正极:2O 2+4H 2O+8e ﹣=8OH ﹣总反应式为:CH 4+2O 2+2KOH =K 2CO 3+3H 2O(3)甲醇燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池,电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍. 负极:2CH 4O+16OH ﹣﹣12e ﹣=2CO 3 2﹣+12H 2O 正极:3O 2+6H 2O+12e ﹣=12OH ﹣总反应式为:2CH 4O+3O 2+4OH ﹣=2CO 3 2﹣+6H 2O(4)固体氧化物燃料电池该电池是美国西屋公司研制开发的,它以固体二氧化锆﹣氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O 2﹣在其间通过. 负极:2H 2+2O 2-﹣4e ﹣=2H 2O 正极:O 2+4e ﹣=2O 2﹣ 总反应式为:2H 2+O 2 =2H 2O练习:固体氧化物燃料电池(SOFC )以固体氧化物作为电解质,O 2-可以在其内部自由通过。

其工作原理如图所示。

下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是[ ]A .电极b 为电池负极,电极反应式为O 2+4e -==2O 2-B .固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C .若H 2作为燃料气,则接触面上发生的反应为H 2+2OH --4e -==2H ++H 2OD .若C 2H 4作为燃料气,则接触面上发生的反应为C 2H 4+6O 2--12e -==2CO 2+2H 2O (5)熔融盐燃料电池:该电池用Li 2CO 3和的Na 2CO 3熔融盐混合物作电解质,CO 为阳极燃气,空气与CO 2的混合气为A、电解饱和食盐水(氯碱工业)⑴反应原理阳极: 2Cl- - 2e-== Cl2↑阴极: 2H+ + 2e-== H2↑总反应:2NaCl+2H2O电解==== H2↑+Cl2↑+2NaOH⑵设备(阳离子交换膜电解槽)①组成:阳极—Ti、阴极—Fe②阳离子交换膜的作用:它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程(离子交换膜法)①食盐水的精制:粗盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)②电解生产主要过程(见图20-1):NaCl从阳极区加入,H2O从阴极区加入。

阴极H+放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝⑴原料:(A)冰晶石:Na3AlF6= 3Na++ AlF63-(B)氧化铝:铝土矿NaOH——→过滤NaAlO2CO2——→过滤Al(OH)3∆→ Al2O3⑵ 原理:阳极 2O2-- 4e- =O2↑阴极 Al3++ 3e- =Al总反应:4Al3++6O2ˉ电解====4Al+3O2↑⑶ 设备:电解槽(阳极C、阴极Fe)因为阳极材料不断地与生成的氧气反应:C+O2→ CO+CO2,故需定时补充。

C、电镀:用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子。

相关文档
最新文档