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高二化学教案：化学能与电能的转化学案

[02-28 22:56:48]   来源：http://www.kmf8.com  高二化学教案   阅读：8263次
概要： 电解反应的离子方程式为__________________________________________________;④实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积为________L。答案(1)①锌不断溶解Cu2++2e-===Cu②A镀上一层红色的铜Cu-2e-===Cu2+(2)③4OH--4e-===2H2O+O2↑2Cu2++2H2O=通电2Cu+O2↑+4H+④22.4a128解析(1)①此时为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu2++2e-===Cu。②此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu2++2e-===Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu-2e-===Cu2+。(2)此时为惰性电极电解CuSO4，石墨极上的反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑，总反应的离子方程式为2Cu2++2H2O=通电2Cu+O2↑+4H+，V(O2)=a64×12×22.4 L=22.4a128 L。7.如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量
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电解反应的离子方程式为__________________________________________________;

④实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积为________L。

答案　(1)①锌不断溶解　Cu2++2e-===Cu

②A镀上一层红色的铜　Cu-2e-===Cu2+

(2)③4OH--4e-===2H2O+O2↑

2Cu2++2H2O=====通电2Cu+O2↑+4H+

④22.4a128

解析　(1)①此时为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu2++2e-===Cu。

②此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu2++2e-===Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu-2e-===Cu2+。

(2)此时为惰性电极电解CuSO4，石墨极上的反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑，总反应的离子方程式为2Cu2++2H2O=====通电2Cu+O2↑+4H+，

V(O2)=a64×12×22.4 L=22.4a128 L。

7.如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：

(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。

(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)=________。

(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液的pH=________。

答案　(1)负　(2)0.025 mol•L-1　(3)13

解析　①要注意电解的阶段性。如含Cl-的溶液中Cl-电解完后继续通电会使OH-放电，Cu2+在阴极上被电解完全后H+又会放电等。②电极反应式和总反应方程式、电解产物物质的量与得失电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。

(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。

(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e-～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2+全部在阴极放电后，H+接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2+已被电解完。由2e-～Cu，可知n(Cu2+)=0.005 mol，则：

c(CuSO4)=0.005 mol÷0.2 L=0.025 mol•L-1。

(3)由4e-～4OH-知，A中生成0.02 mol OH-，则：c(OH-)=0.1 mol•L-1，pH=13。

练综合拓展

8.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示表示一个电

解池，装有电解液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试液，则电解池中X极上的电极反应式为________。在X极附近观察到的现象是________。Y极上的电极反应式为________，检验该电极反应产物的方法是________。

(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是________，电极反应式为________。Y电极的材料是________，电极反应式为________(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。

答案　(1)2H++2e-===H2↑　有气泡冒出，溶液变红　2Cl--2e-===Cl2↑　把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝

(2)纯铜　Cu2++2e-===Cu　粗铜　Cu-2e-===Cu2+

解析　(1)与电源负极相连的为阴极，因此，X极为阴极，2H++2e-===H2↑，反应过程中消耗了水电离出来的H+，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色;Y极为阳极，2Cl--2e-===Cl2↑，产生的Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。(2)电解精炼粗铜时，用含杂质的Cu作为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu失去电子，成为离子进入溶液，在阴极Cu2+得电子。

9.如图，X和Y均为石墨电极。

(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_______________;

电解过程中______极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。

(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间后，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成;溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。

①电解后溶液的pH为________________;要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的________________________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)

②Y电极产生气体的体积为______________L。

③请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是__________________;并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)2Cl-+2H2O=====通电2OH-+Cl2↑+H2↑　阴

(2)①1　CuO或CuCO3(仅答1种即可)　②0.28

③硫酸根离子　取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子　取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)

解析　(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl-+2H2O=====通电2OH-+Cl2↑+H2↑，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。

(2)蓝色溶液中可能含有Cu2+，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜;Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu2++2H2O=====通电2Cu+O2↑+4H+。

①根据电解离子方程式得：n(H+)=2n(Cu2+)=2×1.6 g64 g•mol-1=0.05 mol，故溶液中c(H+)=0.05 mol0.5 L=0.1 mol•L-1，溶液的pH=1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。

②根据电解离子方程式得：n(O2)=12×n(Cu)=0.012 5mol，在标准状况下的体积V(O2)=22.4 L•mol-1×0.012 5 mol=0.28 L。

③溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO2-4或NO-3;然后利用实验进行检验。

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