高中化學(xué) 第四章電化學(xué)基礎(chǔ)章末總結(jié)學(xué)案 新人教版選修

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 章末總結(jié) 學(xué)案（人教版選修4）專題一原電池與電解池的比較原電池電解池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置裝置舉例形成條件活潑性不同的兩個(gè)電極兩電極接直流電源同時(shí)插入同一電解質(zhì)溶液(一般地，電解質(zhì)溶液與活潑性較強(qiáng)的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)) 用導(dǎo)線相互連接或直接接觸組成閉合回路兩電極同時(shí)插入同一電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì)) 用導(dǎo)線相互連接組成閉合回路電極名稱及判斷負(fù)極：電子流出的極或較活潑的金屬電極或發(fā)生氧化反應(yīng)的電極正極：電子流入的極或較不活潑的金屬電極或發(fā)生還原反應(yīng)的電極電極分類(依材料分)：有惰性電極(如石墨、Pt、Au電極)和活潑電極(除石墨、Pt、Au以

2、外的電極)陰極：與電源負(fù)極相連的極陽(yáng)極：與電源正極相連的極反應(yīng)原理電極反應(yīng)負(fù)極：電極本身或者其他某些物質(zhì)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：電極本身不反應(yīng)，溶液中的某些陽(yáng)離子在正極上獲得電子或者其他某些物質(zhì)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極：若為惰性電極，則電極本身不反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子；若為活潑電極，則電極本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：電極本身不反應(yīng)(不論是惰性電極還是活潑電極)溶液中陽(yáng)離子在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)應(yīng)用金屬的防護(hù)制造新的化學(xué)電源電冶(冶煉Na、Mg、Al)；精煉(如銅的電解精煉)；電鍍(如鍍銅)；氯堿工業(yè)例1按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問題：(1)判斷裝置的名稱：A池為_，B池

3、為_。(2)鋅極為_極，電極反應(yīng)式為_；銅極為_極，電極反應(yīng)式為_；石墨棒C1為_極，電極反應(yīng)式為_；石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_。(3)當(dāng)C2極析出224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，鋅的質(zhì)量_(填“增加”或“減少”)_g，CuSO4溶液的質(zhì)量_(填“增加”或“減少”)_g。聽課記錄：變式訓(xùn)練12008年5月12日我國(guó)四川汶川發(fā)生特大地震，為防止在大災(zāi)之后疫病流行，全國(guó)各地向?yàn)?zāi)區(qū)運(yùn)送了大量的各種消毒液，如NaClO溶液。某校探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)消毒液次氯酸鈉(NaClO)的制備與性質(zhì)等進(jìn)行了探究。甲同學(xué)：為制備消毒液，探究并制作了一種家用環(huán)保型消毒液(NaClO溶液)發(fā)生器，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置

4、，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。請(qǐng)完成下列問題：若通電時(shí)，為使生成的Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，則電源的a電極名稱為_極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)，與其相連的電極的電極反應(yīng)式為_；裝置溶液中反應(yīng)生成NaClO的離子方程式為_。乙同學(xué)：從某超市中查詢到某品牌消毒液包裝說(shuō)明的部分內(nèi)容摘錄如下：主要有效成分為次氯酸鈉，有效氯含量8 00010 000 mgL1?？捎糜诟黝惣揖佑闷?、餐具、棉織衣物等的消毒，對(duì)彩色織物可能有褪色作用。切勿用于絲綢、毛、尼龍、皮革、油漆表面，勿用于鋁、銅、碳鋼制品。本品須密封，置陰涼暗處保存。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)探究過程：.閱讀材料，根據(jù)學(xué)過的知識(shí)

5、判斷問題(1)當(dāng)負(fù)極有1 mol氣體生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_mol，在_極(填“正”或“負(fù)”)滴入紫色石蕊試液會(huì)變紅，在_極(同上)滴入酚酞試液會(huì)變紅。(2)該消毒液還具有的化學(xué)性質(zhì)是_(填序號(hào))。A強(qiáng)氧化性 B強(qiáng)還原性C不穩(wěn)定性 D漂白性E弱酸性.確定要研究的問題該消毒液對(duì)碳鋼制品的腐蝕原理。.設(shè)計(jì)方案，實(shí)施探究(1)用燒杯取少量樣品，將一顆光亮的普通碳鋼釘放入燒杯，浸泡一段時(shí)間。預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(2)為了進(jìn)一步探究碳鋼釘在該消毒液(NaClO)中的腐蝕原理，丁同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖實(shí)驗(yàn)裝置，寫出炭(C)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：_。專題二電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算1原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的

6、定量計(jì)算，溶液中離子濃度的計(jì)算，相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算，根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量的計(jì)算。不論哪類計(jì)算均可概括為下列三種方法：(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量數(shù)關(guān)系計(jì)算：先根據(jù)電極反應(yīng)式寫出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：由得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。2解決電解問題的基本思路模式(1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽(yáng)離子(包括水電離出的H和OH)。(2)通電時(shí)：陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離

7、子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰(shuí)優(yōu)先放電。(3)寫電極反應(yīng)式，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象、電解質(zhì)溶液中pH的變化、離子濃度的變化等。例2將500 mL 0.1 molL1的CuSO4和1 molL1的NaCl混合溶液，用石墨為電極電解。一段時(shí)間后在陽(yáng)極收集到4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，溶液體積幾乎沒有變化。求：(1)陰極析出銅的質(zhì)量。(2)電解后溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度。(3)電解后溶液中c(OH)的濃度。變式訓(xùn)練21.0 L等物質(zhì)的量濃度的KNO3和Cu(NO3)2的混合液中c(NO)4.0 molL1。用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4 L氣體

8、(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則原混合液中c(K)為()A0.5 molL1 B1.0 molL1C1.5 molL1 D2.0 molL1專題三金屬的腐蝕與防護(hù)1金屬的腐蝕(1)金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生_或因_而遭到破壞的過程稱為金屬腐蝕，其實(shí)質(zhì)是金屬_電子被_。(2)分類和比較2金屬的電化學(xué)腐蝕(1)不純的金屬或合金跟_接觸時(shí)發(fā)生_反應(yīng)，較活潑金屬_電子被_的過程稱為金屬的電化學(xué)腐蝕。其實(shí)質(zhì)是被腐蝕金屬成為原電池的_極而被溶解。(2)鋼鐵電化學(xué)腐蝕的比較 腐蝕類型區(qū)別與聯(lián)系析氫腐蝕吸氧腐蝕相同點(diǎn)腐蝕的本質(zhì)電極反應(yīng)式不同點(diǎn)條件電解質(zhì)溶液氧化劑電極反應(yīng)式產(chǎn)物普遍性3金屬腐蝕的快慢規(guī)律(1)在同一電解質(zhì)溶液中

9、，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋篲腐蝕_腐蝕_腐蝕_腐蝕_腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中的腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋篲溶液中的腐蝕_溶液中的腐蝕_溶液中的腐蝕。4金屬的防護(hù)方法有哪些？參考答案專題歸納區(qū)例1(1)原電池電解池(2)負(fù)Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu陽(yáng)2Cl2e=Cl2有無(wú)色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色(3)減少0.65增加0.01解析A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中構(gòu)成原電池，B池中兩個(gè)電極均為石墨電極，在以A為電源的情況下構(gòu)成電解池，即A原電池帶動(dòng)B電解池，A池中Zn為負(fù)極，Cu為正極，B池中C1為陽(yáng)極，C2為陰極，析出H2，周圍OH富集，酚酞變紅，且n(H2)0.01 mo

10、l，故電路上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01 mol20.02 mol，根據(jù)得失電子守恒，鋅極有0.01 mol Zn溶解，即Zn極重量減少0.01 mol65 gmol10.65 g，銅極上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol164 gmol1)0.01 g。變式訓(xùn)練1甲：負(fù)2H2e=H2Cl22OH=ClClOH2O乙：.(1)2負(fù)正(2)AD.(1)鋼釘表面有紅褐色物質(zhì)生成(2)ClO2eH2O=Cl2OH例2(1)3.2 g(2)0.2 molL1(3)0.6 molL1解析(1)由題知陽(yáng)極得到的氣體為Cl2，混合溶液中電解總反應(yīng)式為：Cu2

11、2ClCuCl22 mol 64 g 22.4 L n m 4.48 L即n(2 mol4.48 L)/22.4 L0.4 molm12.8 g而在溶液中可得到Cu：m0.5 L0.1 molL164 gmol13.2 g故陽(yáng)離子除Cu2放電外，還有H放電。(2)c(NaCl)c(Cl)(0.5 L1 molL10.4 mol)/0.5 L0.2 molL1。(3)c(OH)(0.4 mol0.1 mol)/0.5 L0.6 molL1。變式訓(xùn)練2D電解KNO3和Cu(NO3)2的混合液時(shí)，兩極的電極反應(yīng)為：陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極：陽(yáng)極收集到22.4 L O2，則電路中通過了4 mol e，陰極上產(chǎn)生1 mol H2時(shí)得到2 mol e，那么Cu2放電所得到的電子為2 mol，即原溶液中有1 mol Cu2，c(Cu2)1.0 molL1。由電荷守恒2c(Cu2)c(K)c(NO)解得：c(K)4.0 molL121.0 molL12.0 molL1。專題三1(1)化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)作用失去氧化(2)化學(xué)電化學(xué)2(1)電解質(zhì)溶液原電池失去氧化負(fù)(2)從左右，從上下：被腐蝕金屬為原電池的負(fù)極，其原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子，發(fā)生氧化反應(yīng)負(fù)極：FeFe22e水膜酸性較強(qiáng)水膜呈很弱的酸性、中性或堿性溶有CO2、SO2等的水溶液溶有O2的