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大地学校高二年级化学学案编号班次________时间2015年月日主编审核教师学生姓名________第二节化学电源学习目标：了解电化学常见题型及解题思路。学习重点：原电池原理及电解原理的理解与应用。学习方法：课前认真填写学案，感悟归纳方法。学习过程：（一）据现象判断电极名称写电极反应现象包括：气泡、增重、变色、移向等判断电极写电极反应。1.如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极．接通S后，C（Ⅱ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成．下列说法正确的是（）A．C（Ⅰ）电极产生可燃性气体B．C（Ⅱ）的电极附近溶液呈碱性C．C（Ⅱ）电极产生的气体可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色电解过程中发生的化学方程式为：2NaCl电解2Na+Cl2↑2.如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，c(I)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。断开S2，接通S1后，c(I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转，说明此时该装置形成了原电池，关于该原电池的叙述，正确的是（D）A．C(I)的电极名称是阴极B．C(Ⅱ)的电极名称是负极C．C(I)的电极反应式是2H++2e-=H2↑D．C(Ⅱ)的电极反应式是Cl2+2e-=2Cl-3.（2008年上海化学·12）取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是（D）A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连接C．电解过程中，水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小4.（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（B）A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－Cu2＋5.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（B）A．a为正极，d为负极；NaClO和NaClB．a为负极，d为阳极；NaClO和NaClC．a为阳极，d为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，d为正极；HClO和NaCl6.有电解装置如下图，图中B装置盛1L2mol·L-1Na2SO4溶液，A装置中盛1L2mol·L-1AgNO3溶液，通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题：（1）A中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。（2）在B中观察到的现象为_____________________________________________________。（3）室温下，若从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A溶液的pH为________。（二）已知充放电总反应X1.高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料．FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_______________________。与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________________，该电池总反应的离子方程式为____________________。2.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+2K2FeO4+8H2O3Zn(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)2（C）B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-==FeO42-+4H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时正极附近溶液的碱性增强3.蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是(CD)Fe(OH)2+Ni(OH)2Fe+NiO2+2H2O，A．放电时Fe做负极，NiO2做正极B．放电时溶液中的阳离子向正极移动C．充电时的阳极反应是Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-D．该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4做电解质溶液（三）可逆反应原电池已知反应AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(盐桥中的阴、阳离子可以自由移动，盐桥在原电池中不参与反应，只起导体作用)，进行下述操作：(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转：(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。(1)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用电极反应和化学平衡移动的原理解释此现象。________________________。(2)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的电极反应为________。(3)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的电极反应为________。答案：(1)B中反应为AsO3－3－2e－＋H23－4＋2H＋，加盐酸，化学平衡左移，AsO3－4发生还原反应；加入NaOH后，化学平衡右移，AsO3－3发生氧化反应(2)2I－－2e－===I2(3)AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋（四）分阶段电解1.用惰性电极电解250mLNaCl和CuSO4的混合溶液,经过一段时间后两极分别得到11.2L（标准状况下）气体.原混合溶液中NaCl的物质的量浓度不可能为（D）A.0.5mol/LB.1mol/LC.1.5mol/LD.4mol/L2.常温下用惰性电极电解200mL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下图所示（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。⑴通过计算推测：①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度；②t2时所得溶液的pH；⑵若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200mL，经过一段时间后两极均得到224mL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。答案⑴①阳极首先逸出的是Cl2n(NaCl)＝2n(Cl2)＝0.02mol，则c(NaCl)＝0.1mol/L（1分）阳极得到336mL气体中，含0.01molCl2和0.005molO2转移电子的物质的量为：0.01mol×2＋0.005mol×4＝0.04mol此过程中阴极刚好全部析出铜n(CuSO4)＝n(Cu)＝0.04mol÷2＝0.02mol则c(CuSO4)＝＝0.1mol/L（2分）充电放电e-e-放电时，得电子，价降低，被还原放电时，失电子，价升高，被氧化充电时，得电子，价降低，被还原充电时，失电子，价升高，被氧化+-②t2时溶液中c(Na＋)＝0.1mol/L，c(SO42－)＝0.1mol/L根据电荷守恒有：c(H＋)＝2×0.1mol/L－0.1mol/L＝0.1mol/L即溶液的pH＝1（2分）⑵0＜c(Cl－)＜0.1mol/L（2分）0＜c(Cu2＋)＜0.05mol/L（2分）3.以惰性电极电解NaCl溶液或CuSO4溶液都得到三种产物A、B、C，各物质之间的转化关系如下图所示（图中参与反应和生成的水都已略去）。已知甲是短周期元素的单质，它是日常生活中常用的包装材料。回答下列问题：(1)甲在元素周期表中位置是____。(2)若电解的是NaCl溶液：①A与B反应的离子方程式是___。②若电解100mL0.1mol·L-1NaCl溶液，阴、阳两极各产生112mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为____（忽略反应前后溶液的体积变化）。(3)若电解的是CuSO4溶液：①E的化学式是____；电解时阳极的电极反应式是____；②加热时，A的浓溶液可与B发生反应，A的浓度随时间变化的图像正确是___。答案(1)第3周期第ⅢA族(2)①Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O；②13(3)①SO2；4OH--4e-==O2↑+2H2O；②A；③Cu（五）先电解后放电1.在下图所示装置中，试管A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为两个铂夹夹在被Na2SO4溶液浸湿的滤纸条上，滤纸条的中部滴有KMnO4液滴；电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛KOH溶液的水槽中，断开K1，闭合K2、K3，通直流电，实验现象如图所示，请回答下列问题：⑴标出电源的正、负极：a为极，b为极。⑵在湿的Na2SO4滤纸条的中部KMnO4液滴处发生的现象为。⑶若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3，闭合K1，则电流表的指针____（填是或否）偏转，其理由是___________________________________。⑷若电流表的指针发生偏转，请写出有关的电极反应式：A中__________________；B中______________________（若指针不发生偏转，则此题不需要回答）。若指针不发生偏转，请说明理由________________________（若指针发生偏转，则此题不需要回答）。答案⑴负极正极；⑵紫红色的KMnO4液滴向D极移动；⑶是切断K2、K3，闭合K1，则由B中的H2与电极，A中的O2与电极，和KOH溶液组成氢氧燃料电池，将化学转化为电能，所以，电流表的指针发生偏转；⑷O2+2H2O+4→4H2＋2OH－→2H2O＋2e－。⑴电解KOH溶液实质是电解水，所得的产物是H2和O2，因为B中的气体的体积是A中气体体积的2倍，所以B中为H2，A中为O2，即A为阳极，B为阴极，所以a为负极，b为正极。⑵a为负极，b为正极，D为阳极，C为阴极，湿的Na2SO4滤纸条相当于电解池，阴离子向阳极移动，故紫红色的KMnO4液滴向D极移动；⑶切断K2、K3，闭合K1，则由B中的H2，A中的O2，与KOH溶液组成氢氧燃料电池，将化学转化为电能，所以，电流表的指针发生偏转；⑷组成原电池A为正极，电极反应式：O2+2H2O+4→4，B为负极，电极反应式：H2＋2OH－→2H2O＋2e－。（六）多池串联一个作原电池1.如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：（1）甲电池是______装置，乙池是______装置．（2）通入CH3OH的电极名称是______，B电极的名称是______；（3）写出甲池中的电极反应式______，______；（4）乙池中反应的化学方程式为______．（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2______mL（标准状况下）（已知Fe：56Ag：108）答案（1）原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）（2负极；阳极（3）（-）CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；（+）O2+2H2O+4e-=4OH-（4）（5）2802.有下图所示装置：（1）装置A中b为极，电极反应式为，a极反应式为；（2）装置B中C为极，电极反应式为。（3）当铁电极的质量变化为12.8g时，a极上消耗O2在标准状况下的体积为L。（