电化学03.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三讲,电 化 学,主讲人：廖传珠,CH,3,OH(l)+O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l),=-443.5kJ.mol,-1,；,真题分析,(,怎么考）,例,1.2011,年新课标,27,（,14,分）,科学家利用太阳能分解水生成氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知,H,2,（,g,）、,CO,（,g,）,和,CH,3,OH,（,l,）,的燃烧热分别为,-285.8KJ,mol,-1,、,-283.0KJ,mol,-1,和,-,726.5KJmol,-1,。,请回答下列问题：,（,1,）用太阳能分解,10mol,水消耗的能量 ；,（,2,）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程为,2858kJ,（,3,）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶解为酸性，负极的反应式为,正极的反应式为,理想状态下，该燃料电池消耗,1mol,甲醇所能产生的最大电能为,702.1 kJ,则该燃料的电池的理论效率为,(,燃料电池的理论效率是指电池所能产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）。,CH,3,OH 6e+H,2,O=CO,2,+6H,+,，,3/2O,2,+6e+6H,+,=3H,2,O,。,96.6%,真题分析,(,怎么考）,2011,年新课标,7,例,2,、,下列叙述正确的是,A.1.00molNaCl,中含有,6.02,10,23,个,NaCl,分子,B.1.00molNaCl,中，所有,Na,+,最外层电子总数为,86.0210,23,C.,欲配置,1.00L 1.00mol,L,-1,的,NaCl,溶液，可将,58.5gNaCl,溶于,1.00L,水中,D.,电解,58.5g,熔融的,NaCl,能生成,22.4L,氯气（标,准状况下）、,23.0g,金属钠,真题分析,(,怎么考）,2011,年新课标,11,例,3,、,铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：,Fe+Ni,2,O,3,+3H,2,OFe(OH),2,+2Ni(OH),2,下列有关该电池的说法不正确的是,A.,电池的电解液为碱性溶液，正极为,Ni,2,O,3,、,负极为,Fe,B.,电池放电时，负极反应为,Fe-2e,-,+2OH=Fe(OH),2,C.,电池充电的过程中，阴极附近溶液的,pH,降低,D.,电池充电时，阳极反应为,2Ni(OH),2,+2OH-2e=Ni,2,O,3,+3H,2,O,真题分析,(,怎么考）,2010,年新课标,12,例,4,、,根据右图，可推断出下列离子方程式中错误的是,A.2Ag(s)+Cd,2+,(aq)=2Ag,+,(aq)+Cd(s),B.Co,2+,(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd,2+,(aq),C.2Ag,+,(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd,2+,(aq),D.2Ag,+,(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co,2+,(aq),真题分析,(,怎么考）,2010,年新课标,26,例,5,、,物质,AG,有下图所示转换关系（部分反应物、生成物没有列出）,.,其中,A,为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到,B,和,C,。单质,C,可与,E,的浓溶液发生反应，,G,为砖红色沉淀。,A,B,C,D,E,B,F,G,O,2,高温,O,2,高温、催化剂,H,2,O,葡萄糖,NaOH,请回答下列问题：,（,1,）写出下列物质的化学式：,B,、,E,、,G,2,）利用电解可提纯,C,物质，在该电解反应中阳,极物质是,，阴极物质是,，电解,质溶液是,；,A,B,C,D,E,B,F,G,O,2,高温,O,2,高温、催化剂,H,2,O,葡萄糖,NaOH,真题分析,(,怎么考）,2011,年新课标,28,例,6,、,某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率，请回答下列问题：,（,1,）上述实验中发生反应的方程式有；,（,2,）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原,因是,；,（,3,）实验室中现有,Na,2,SO,3,、,MgSO,4,、,Ag,2,SO,4,、,K,2,SO,4,等四种溶液，可与试验中的,CuSO,4,溶液起相,似作用的是,；,(5),为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到,6,个盛有过量,Zn,粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。,A,B,C,D,E,F,4mol/L,H,2,SO,4,/ml,30,V,1,V,2,V,3,V,4,V,5,饱和,CuSO,4,溶液,/ml,0,0.5,2.5,5,V,6,20,H,2,O/ml,V,7,V,8,V,9,V,10,10,0,实验,混合溶液,（,1,）请完成此实验的设计，其中：,V,1,，,V,6,，,V,9,；,（,2,）反应一段时间后，实验,A,中的金属呈,色，实验,E,中的金属呈,色；,（,3,）该同学最后得出的结论为：当加入少量,CuSO,4,溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的,CuSO,4,溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。,真题分析,(,怎么考）,例,7,、,(2011,江苏高考,20,，,14,分,),（,1,）,H,2,O,生物热分解也可得到,H,2,，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图,11,所示。图中,A,、,B,表示的物质依次是,H,、,O,(,或是氢原子、氧原子,),（,4,）电解尿素,CO(NH,2,),2,的碱性溶液制氢的装置示意图见图,12,（电解池中的隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。阳极的电极反应为：,CO(NH,2,),2,+8OH-6e=CO,3,2,+N,2,+6H,2,O,（,5,）,Mg,2,Cu,是一种储氢合金。,350,时，,Mg,2,Cu,与,H,2,反应，生成,MgCu,2,和仅含一种金属的氢化物（其中氢的质量分数为,0.077,）。,Mg,2,Cu,与,H,2,反应的化学方程式为：,2Mg,2,Cu+3H,2,MgCu,2,+3MgH,2,真题分析,(,怎么考）,例,8,、,熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用,Li,2,CO,3,和,Na,2,CO,3,的熔融盐混合物做电解质，,CO,为燃料气，空气与,CO,2,的混合气从正极通入，制得在,650,下工作的燃料电池。回答下列问题：,负极反应式：,2CO+2CO,3,2-,4CO,2,+4e,-,则正极反应式：,；,总电池反应：,；,正极通入少量二氧化碳的作用是,。,例,9,、,如下图所示，若电解,5min,时铜电极质量增加,2.16g,，是回答：,（,1,）电源电极,X,名称为,。,（,2,）,pH,变化：,A,，,B,C,.,负极,增大,减小,不变,（,3,）通过,5min,时，,B,中共收集,224mL,气体（标况），溶液体积为,200mL,，则通电前硫酸铜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=,。,0.025mol/L,13,例,10,、,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（,Y,2,O,3,）的氧化锆（,ZrO,2,）晶体，在熔融状态下能传导,O,2-,。下列说法正确的是,A.,在熔融电解质中，,O,2-,由负极移向正极,B.,电池的总反应是：,2C,4,H,10,+13O,2,8CO,2,+10H,2,O,C.,通入空气的一定是正极，电极反应为,O,2,-4e,-,=2O,2-,D.,通入丁烷的一定是正极，电极反应为：,C,4,H,10,+26e,-,+13O,2-,=4CO,2,+5H,2,O,例,11,、,惰性电极电解,M,（,NO,3,）,x,的水溶液，当阴极上增重,ag,时，在阳极上同时产生,bL,氧气（标准状况）。从而可知,M,的相对原子质量为,A B,C D,例,12,、,（,1998,年全国，,22,）将质量分数为,0.052,（,5.2%,）的,NaOH,的质量分数改变了,0.010,（,1.0%,）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（）,NaOH,的质量分数,阳极析出物的质量,/g,阴极析出物的质量,/g,A,0.062(6.2%),19,152,B,0.062(6.2%),152,19,C,0.042(4.2%),1.2,9.4,D,0.042(4.2%),9.4,1.2,考点练习,1.,（,2011,安徽高考,12,）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为,5MnO,2,+2Ag+2NaCl=Na,2,Mn,5,O,10,+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电的有关说法正确的是：,A.,正极反应式：,Ag+Cl,-,e,-,=AgCl,B.,每生成,1molNa,2,Mn,5,O,10,转移电子,2mol,电子,C.Na,+,不断向“水”电池的负极移动,D.AgCl,是还原产物,3.(2011,福建高考,11),研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源该电池以金属锂和钢板为电极材料，以,LiOH,为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的说法下列说法不正确的是,A.,水既是氧化剂又是溶剂,B.,放电时正极上有氢气生成,C.,放电时,OH,-,向正极移动,D.,总反应为：,2Li+2H,2,O=2LiOH+H,2,4.,（,2011,海南,6,）一种充电电池放电时的电极反应为,H,2,+2OH,-,-2e,-,=2H,2,O,；,NiO(OH)+H,2,O+e,-,=Ni(OH),2,+OH,-,当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是,A.H,2,O,的还原,B.NiO(OH),的还原,C.H,2,的氧化,D.Ni(OH),2,的氧化,5.,（,2011,四川,29,，,14,分）,用吸收,H,2,后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用,MH,表示），,NiO(OH),作为电池正极材料，,KOH,溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：,NiO(OH)+MH Ni(OH),2,+M,电池放电时，负极的电极反应是,。充电完成时，,Ni(OH),2,全部转化为,NiO(OH,),。若继续充电将在一个电极产生,O,2,，,O,2,扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应为,。,MH,OH,e,=M,H,2,O,6.,（,2011,海南,12,）根据下图，下列判断中正确的是,A.,烧杯,a,中的溶液,pH,升高,B.,烧杯,b,中发生氧化反应,C.,烧杯,a,中发生的反应为,2H,+,+2e,-,=H,2,D.,烧杯,b,中发生的反应为,2Cl,-,-2e-=Cl,2,7.,（,2011,全国,卷,10,）用石墨做电极电解,CuSO,4,溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（）,A.CuSO,4,B.H,2,O,C.CuOD.CuSO,4,5H,2,0,8.(2011,上海,16),用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（）,A.,用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片,B.,用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片,C.,用氢氧化钠溶液吸收阴极产物,D.,用带火星木条检验阳极产物,9.,（,2011,江苏高考,18,12,分）,Ag,2,O,2,是银锌碱性电池的正极激活物质，可通过下列方法制备：在,KOH,加入适量,AgNO,3,溶液，生成,Ag,2,O,沉淀，保持反应温度为,80,，边搅拌边将一定量的,K,2,S,2,O,8,溶液缓慢加入到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品，反应方程式为,2AgNO,3,+4KOH+K,2,S,2,O,8,Ag,2,O,2,+2KNO,3,+K,2,SO,4,回答下列问题,银锌碱性电池的电解质溶液为,KOH,溶液，电池放电时正极的,Ag,2,O,2,转化为,Ag,，负极的,Zn,转化为,K,2,Zn(OH),4,写出该电池反应方程式：,。,10.,（,2010,全国卷,）右图是一种然料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由机光敏燃料（,s,）涂覆在,TiO,2,纳米晶体表面制成，另一电极是由导电玻璃镀铂构成。电池中发生的反应为：,TiO,2,/S TiO,2,/S,*,TiO,2,/S,*,TiO,2,/S,+,+e,-,I,3,-,+2e,-,3I,-,2TiO,2,/S,+,+3I,-,2TiO,2,/S+I,3,-,hv,下列关于该电池的叙述错误的是：,A.,电池工作的时，是将太阳能转化为电能,B.,电池工作时，,I,-,离子在镀铂导电玻璃电极上,放电,C.,电池中镀铂导电玻璃为正极,D.,电池的电解质溶液中,I,3,-,和,I,-,的浓度不会减少,11.,（,2010,浙江卷）,9.Li-Al/FeS,是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式应为：,2Li,+,-FeS+2e,-,=Li,2,S+Fe,有关电池的下列叙述中，正确的是,A.Li-Al,在电池中作为负极材料，该材料中的,Li,的化合价为,+1,价,B.,该电池的电池反应式为,2Li+FeS=Li,2,S+Fe,C.,负极的电极反应式为,Al-3e,-,=Al,3+,D.,充电时，阴极发生的电极反应式为：,Li,2,S+Fe-2e,-,=2Li,+,+FeS,12.(2010,广东理综卷,)23.,锌铜原电池（如图,9,）工作时，下列叙述正确的是,A.,正极反应为：,Zn-2e,-,=Zn,2+,B.,电池反应为：,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+Cu,C.,在外电路中，电子从负极流向正极,D.,盐析中的,K,+,移向,ZnSO,4,溶液,13.,（,2010,安徽卷）,11.,某固体酸燃料电池以,CsHSO,4,固体为电解质传递,H,+,，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,下列有关说法正确的是,A.,电子通过外电路从,b,极流向,a,极,B.B,极上的电极反应式为O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,C.,每转移,0.1mol,电子，,消耗,1.12L,的,H,2,D.H,+,由,a,极通过固体酸,电解质传递到,b,极,14.,（,2010,福建卷）,11.,铅蓄电池的工作原理为：,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,=2PbSO,4,+2H,2,O,研读右图下列判断不正确的是：,A.K,闭合时，,d,电极反应式：,PbSO,4,+2H,2,O-2e,-,=PbO,2,+4H,+,+SO,4,2-,B.,当电路中转移,0.2mol,电子时，,中消耗的,H,2,SO,4,为,0.2mol,C.K,闭合时，,中,SO,4,2-,向,c,电极迁移,D.K,闭合段时间后，,可单独作为原电池，,d,电极为正极,15.,（,2010,江苏卷）,11.,右图是一种航天器能量储存系统原理图。下列说法正确的是,A.,该系统中只存在,3,种形式的能量转化,B.,装置,Y,中负极的电极反应式为：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,C.,装置,X,能实现燃料电池,的燃料和氧化剂再生,D.,装置,X,、,Y,形成的子系统,能实现物质的零排放，,并能实现化学能与电能,间的完全转化,16.,（,2010,天津卷）,7,（,14,分）,用,M,（,Al,）单质作阳极，石墨作阴极，,NaHCO,3,溶液作电解液进行电解，生成难溶物,R,，,R受热分解生成化合物,Q,。写出阳极生成,R,的电极反应式：,_,；由,R,生成,Q,的化学方程式：,_,。,17.,（,2008,全国,）电解,100 mL,含,c(H,),0.30 mol/L,的下列溶液，当电路中通过,0.04 mol,电子时，理论上析出金属质量最大的是,A,0.10mol/LAg,B.0.20mol/LZn,2,C,0.20mol/LCu,2,D.0.20mol/LPb,2,17.,（,2010,山东卷）,29.,（,12,分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。,（,1,）以下为铝材表面处理的一种方法：,铝材,脱脂,碱洗,水洗,除灰,电解,槽液,H,2,SO,4,溶液,耐蚀铝材,废电解液,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是，（用离子方程式表示）。将碱洗槽液中铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的,。,a.NH,3,b.CO,2,c.NaOH,d.HNO,3,以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为,，取少量废电解液，加入,NaHCO,3,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是,。,（,2,）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是,。,（,3,）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。,若,X,为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关,K,应置于,处。,若,X,为锌，开关,K,置于,M,处，该电化学防护法称为,。,18.,（,2010,四川理综卷）,27.,（,16,）,碘被称为,“,智力元素,”,，科学合理的补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾（,KIO,3,是国家规定的食盐加碘剂）。它的晶体是白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘，以碘为原料。通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。请回答下列问题：,（,1,）碘是,（填颜色）固体物质。实验室常用,方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。,（,2,）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液。溶解时发生反应：,3I,2,+6KOH=5KI+KIO,3,+3H,2,O,，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。,电解时，阳极上发生的反应的电极反应为,；,阴极上观察到的实验现象是,。,17.,（,2010,重庆卷）,29.,（,14,分）钒（,V,）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示：,当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为：,.,充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由,色变为,色。,放电过程中氢离子的作用是,和,；充电时若转移的电子数为,3.01,10,23,个，左槽溶液中,n,（,H,+,）的变化量为,.,谢 谢 观 看！,主讲人：廖传珠,