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高三化学教案：电化学解题策略

[10-20 00:46:57]   来源：http://www.kmf8.com  高三化学教案   阅读：8643次
概要： 解析：金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X>Z;电解 和 共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z>Y;离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性Y>M。答案：A2. 金属的腐蚀例6. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是( )A.B.C.D.解析：洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应为： ，正极发生的反应为： ，总反应式为： ，而 又易被O2氧化为红褐色的 。答案：D题型6、电子守恒法的应用。例7、500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol•L-1，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22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )A.原混合溶液中c(K+)为1 mol•L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol•L-1解析：
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解析：金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X>Z;电解 和 共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z>Y;离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性Y>M。答案：A

2. 金属的腐蚀

例6. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是( )

A.

B.

C.

D.

解析：洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应为： ，正极发生的反应为： ，总反应式为： ，而 又易被O2氧化为红褐色的 。答案：D

题型6、电子守恒法的应用。

例7、500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol•L-1，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22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )

A.原混合溶液中c(K+)为1 mol•L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子

C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol•L-1

解析：两极反应为：阴极 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ 阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O,两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒，n(Cu2+)=1mol.再通过离子所带电荷的守恒,在500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中存在关系：2c(Cu2+)+c(K+)=c(NO3-)，可以求出c(K+)=2 mol•L-1 .电解过程中消耗的n(OH-)=4mol,则溶液中留下4mol的H+,c(H+)=8mol•L-1 .

答案：B

例8、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：

(1)电源电极X名称为_____________。

(2)pH变化：A___________, B__________, C__________。

(3)通电5min时，B中共收集224mL气体(标况)，溶液体积为200mL。(设电解前后无体积变化)则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________。

(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是___________(设前后体积无变化)。

解析：(1)因为Cu电极增重，说明溶液中的Ag+在此极析出，所以Cu极为阴极，Ag极为阳极，那么与Ag极相连的电源Y极为正极，X极为负极。(2)电解KCl溶液时，阴极上2H++2e-=H2↑，溶液pH增大，电解CuSO4和K2 SO4溶液时，阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，溶液pH减小。电解AgNO3溶液实质是电镀，溶液浓度不变，故pH不变。(3)C中铜电极增加2.16gAg，通过的电子为n(e-)= 0.02mol，因为串联电池，每个电极通过的电子均为0.02mol，B中阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2↑，放出O2为 =0.005mol，阴极放出H2为：0.01mol-0.005mol=0.005mol，根据H2的物质的量推知H+得电子2×0.005mol，则Cu2+得电子为0.02mol -2×0.005mol， CuSO4 的浓度为： 。

(4)A中阴极2H++2e-=H2↑，H+减少n(H+)=0.02mol，

c(OH-) = ,pH=13。

答案：(1)负极(2)增大;减小;不变(3)0.025mol/L(4)13。

例9、(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。

(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。

肼—空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是 。

负极的电极反应式是 。

(3)下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是 。

②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气 L(假设空气中氧气体积含量为20%)

解析：(1)注意32克N2H4为1mol,注意△H应与方程式的计量数相对应，如N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1);△H=-624kJ/mol

(2)肼—空气燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。故电极反应为：

(正极)O2+2H2O+4e-=4OH- ，(负极)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑

(3)①此图为电解装置，铜片为阳极，锌片为阴极。锌片上发生的电极反应是Cu2++2e-=Cu

② 铜片减少128g，即转移电子4mol 根据O2+2H2O+4e-=4OH-计算得，需要氧气1mol,转化为空气则需要112L。

答案：(1)N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1);△H=-624kJ/mol

(2)O2+2H2O+4e-=4OH- ; N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑

(3)①Cu2++2e-=Cu ②112

【专题测试】

1.下列有关电化学的示意图中正确的是

(　　)

【解析】　选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2，正确。

【答案】　D

2.下列叙述正确的是

(　　)

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置　②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应　③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现　④碳棒不能用来作原电池的正极　⑤反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+，能以原电池的形式来实现

A.①⑤　　　　　　　　　B.①④⑤

C.②③④ D.②⑤

【解析】　②原电池负极发生氧化反应，③不能实现，④碳棒可以作原电池的正极。

【答案】　A

3.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：

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)

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2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)

C.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0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g

【解析】　由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极Zn开始，流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)，故外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量就减轻6.5 g。

【答案】　C

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