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高三化学教案：电离平衡和电化学

[10-20 00:46:57]   来源：http://www.kmf8.com  高三化学教案   阅读：8820次
概要： (5)电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。(电解精炼与电镀，实质上是相同的)[典型题析][例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2正极反应式：总电池反应式：[解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应，当年高考失分也很严重。其实，我们只要从最基本的一点-燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式-应为总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e-=2CO32-。[例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是()A.和正极作用把碳变成CO2B.把正极附近生成的H2氧化成水C.电池中发生化学反应的催化剂D.和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+[解析]锌锰干电池的负极材料
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(5)电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。(电解精炼与电镀，实质上是相同的)

[典型题析]

[例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：

负极反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2

正极反应式：

总电池反应式：

[解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应，当年高考失分也很严重。其实，我们只要从最基本的一点-燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式-应为总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e-=2CO32-。

[例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是()

A.和正极作用把碳变成CO2

B.把正极附近生成的H2氧化成水

C.电池中发生化学反应的催化剂

D.和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+

[解析]锌锰干电池的负极材料是锌，故负极反应是Zn-2e-=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和(H)，继而被MnO2氧化为水，使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化，故MnO2也可称为正极的去极剂，使正极附近生成的H2氧化为水。正极反应：

2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O

电池总反应为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

本题答案为B。

[例3]将0.lmol•醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是()

A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B.溶液中c(H+)增大

C.醋酸电离平衡向左移动D.溶液的pH增大

[解析]答案为D。

主要考查电离平衡知识。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础知识，要用到化学平衡移动原理。要注意酸溶液稀释时，溶液的c(OH-)增大，同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。

[例4]已知0.1mol•L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是()

A.在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同

B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等

C.在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)

D.在Na2A溶液中一定有：c(Na+)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)

[解析]答案选C。

主要考查电离平衡、盐类水解等理论知识。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中，从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识，可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。

根据题给条件可判断，H2A的第一级电离就较弱，属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离，两溶液中所含离子种类数肯定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，阴离子总数增加，在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小，所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中，阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以，在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。

[例5]剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm)。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“-”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸，在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题：

(1)两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极，铝片上电极反应式为;

(2)两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向(填“铝”或“铜”)极，此时铝是(填“正”或“负”)极，铝片上电极反应式为。

[解析]电极的确定依赖于具体的电极反应，在这个问题上，学生易受思维定势的影响，以为金属越活泼，便一定是负极，殊不知，在浓硝酸中，Al表面产生了钝化，发生反应的是Cu。因此，当Al、Cu同时插入稀硫酸时，电流表指针偏向Al。(电流方向从正极到负极)。电极反应式为：Al-3e-=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向Cu，Al作正极，且电极反应式为：NO3-+4H++3e-=NO+2H2O。

[预测与训练]

1.0.100mol•L-1的Na2S的溶液中，下列关系不正确的是()

A.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1B.c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)

C.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)D.c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)

2.在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得[Na+]与[CH3COO-]几乎相等，则原溶液可能是()

A.HCl溶液B.NaOH溶液C.KCl溶液D.KOH溶液

3.已知同温同浓度时①H2CO3比H2S电离度大，②H2S比HCO3-电离度大，则下列反应不正确的是()

(A)Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS

(B)Na2S+H2O+CO2=NaHS+NaHCO3

(C)2NaHCO3+H2S=Na2S+2H2O+2CO2

(D)2NaHS+H2O+CO2=Na2CO3+2H2S

4.将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中，在此过程中，溶液中的[H+]与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积不变)()

ABCD

5.下列操作中，能使电离平衡H2OH++OH-，向右移动且溶液呈酸性的是()

(A)向水中加入NaHSO4溶液(B)向水中加入Al2(SO4)3溶液

(C)向水中加入Na2CO3溶液(D)将水加热到100℃，使pH=6

6.要使水的电离平衡向右移动，且使pH<7，可采取的措施是()

A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量盐酸D加热

7.在室温下，0.1mol/L100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH减小，但又要使醋酸电离度减少，应采取()

A加入少量CH3COONa固体B通入少量氯化氢气体

C提高温度D加入少量纯醋酸

8.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-=2H2O+O2↑

C.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

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