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1、高中化学选修四第四章 电化学基础习题课 学案设计宁夏固原二中 黄占军 2014.10如图所示，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_(填“正极”或“负极”)（2）电解池中溶液的pH变化：B_C_(填“增大”“减小”或“不变”)（3）A中发生反应的化学方程式为_ 若要使A中NaCl溶液恢复原浓度、原体积，应加入适量的下列物质中的_（填序号） A盐酸 BNaCl CH2O DHCl若A中NaCl溶液的体积也是200mL，电解5min时溶液的pH为_。（4） B中阳极的电极反应式为_；若通电5min时，B中共收集224mL气体(标况)，溶液体积为200mL，则
2、通电前硫酸铜溶液的物质的量的浓度约为_。（5） 若将C装置单独取出，用导线直接连接铜、银后，请写出负极的电极反应式_ 。（6） 若通电不是5min而是较长一段时间后，A池中收集到氢气2.24L(标况)，此时测得甲池中溶液质量实际减少4.23克，含有碱0.100mol(不考虑气体在水中的溶解)，则实际放出气体的物质的量为_mol。课后练习：1、如图装置闭合电键K时，电流计A的指针将发生偏转,试回答：（1）丙池是_（填“原电池”或“电解池”）， 甲中a极电极名称是_； 丙中c极电极名称是_；（2）乙中Cu极的电极反应式是_；若电路中有0.02mol电子通过，则甲中a电极溶解的质量为_g；（3）闭合
3、电键K一段时间后，丙池中生成二种气体和一种碱，则丙池中发生的总的化学方程式是_；（4）如果要给丙中铁片上镀上一层Cu，则丙池应作何改进？2：由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某学生设计了下列电解实验用以制取纯净的Fe(OH)2沉淀。实验中所用电极分别为石墨和铁棒，其化学原理可表示为：Fe + 2H2O = Fe(OH)2+ H2 试回答：(2004高考)（1）a电极为_， 电极反应式为_；aCbd-abdcb电极为_，电极反应式为_；（2）：电解液C可以是下列中的_A：稀硫酸 B：食盐水 C：蒸馏水 D：硫酸铜溶液（3）：d液体为苯
4、，其作用是_；在加入苯之前应对电解液C加热煮沸片刻后冷却，其目的是_ ；（4）：为在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是：（ ） A：减小电解质溶液的浓度； B：适当增大电源的电压C：适当缩小两极间的距离 D：降低电解质溶液的温度（5） :如不慎把两极与电源相反连接，能制得Fe(OH)2吗？（填能或不能）_理由是：附：解析：1、由铜电极的质量增加，发生Ag+e-Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，从左到右六个电极名称分别是阴极、阳极、阴极、阳极、阴极、阳极，装置C实为电镀池，电镀过程中溶液的pH不变。 C中阴极反应为Ag+e-Ag， n(Ag)=2.16g/108g/mol=0.02
5、mol，则转移的电子为0.02mol，2、解：B中阳极反应为4OH-4e-2H2O+O2，则转移0.02mol电子生成O2为0.005mol，其体积为0.005mol22.4L/mol=0.112L=112mL，而B中共收集224 mL气体，则阴极也生成112mL气体，由2H+2e-H2则H2的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol，则：Cu2+2e-Cu中转移0.01mol电子，所以Cu2+的物质的量为0.005mol， 通电前c（CuSO4）=0.005mol/0.2L=0.025 molL-1；解：由解知CuSO4量不足，故电解过程中应有以下两个反应发生：电解电解电
6、解由题意：设:电解中由反应生成的O2为Xmol，由反应生成的O2为ymol2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O24e- 2X X 4X 2H2O = 2H2 + O24e- 2y y 4y 4X + 4y = 0.02 X = 0.0025molX + 3y = 0.01 Y = 0.0025mol 则通电前c（CuSO4）=20.0025mol/0.2L=0.025 molL-1 B中因阳极反应为4OH-4e-2H2O+O2，故溶液的pH变小。3、解：由A中发生2KCl+2H2O = 2KOH+2H2+Cl22e-，由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.
7、02molKOH，忽略溶液体积的变化，则：c(OH-)=0.02mol/0.2L=0.1molL-1，溶液中c(H+)=10-13mol/L，pH=13解：由等价粒子：H+e-OH- 可推知：c(OH-)= 0.1molL-1， pOH =1；pH =14-1=13； 答：电解后溶液的pH = 134、解析：电解电解由题意：设:电解中生成的Cl2为Xmol,和NaOH反应消耗的Cl2为ymol2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2+ H2 2X X X若仅发生反应，生成的氢气、氯气各为0.1mol，共4.48L，NaOH的物质的量为0.200mol，不合题意；依题意定有反应发生，
8、当含有碱0.100mol时必消耗Cl2 0.05mol，溶液质量实际减少（0.12+0.0571）= 3.754.23克，也不合题意，故还必有反应发生。2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O 2H2O = 2H2 + O2 2y y 0.1-X (0.1-X )/2 2X-2y=0.1 x = 0.07mol0.12+(x-y)71+(0.1-X )/232 = 4.23 y = 0.02mol n = 0.1+0.07-0.02+(0.1-0.07 )/2 = 0.165 mol 答： 则实际放出气体的物质的量为 0.165 mol。解：电解由题意设:电解中生成的C
9、l2为X mol,和NaOH反应消耗的Cl2为y mol2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2+ H2 2X X X2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O 2y y 由方程、知，反应生成的Cl2和消耗的Cl2均为反应生成和消耗的NaOH物质的量的一半，因此剩余Cl2也应为剩余NaOH物质的量的一半，则：n(Cl2)=0.100mol/2=0.05mol电解m(Cl2) + m(H2) = (0.12+0.0571)=3.75g 4.23g逸出的气体中应含有氧气：2H2O = 2H2 + O2 n(O2)=(4.23-0.12-0.0571)/32=0.0
10、15 mol则实际放出气体的物质的量为：n(H2) + n(Cl2) + n(O2) = 0.1 + 0.05 + 0.015 = 0.165 mol答：则实际放出气体的物质的量为0.165 mol甲醇燃料电池直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。碱性条件总反应式：2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O正极：O2 + 4e-+ 2H20 4OH-负极：CH4O - 6e- + 8OH- CO
11、32- + 6H2O酸性条件 2CH4O +3O22CO2+4H2O正极：O2 + 4e- + 4H+ 2H2O负极：CH4O - 6e- + H2O 6H+ CO2这种电池的期望工作温度为120以下，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢然后再与氧反应。乙醇燃料电池种类编辑乙醇燃料电池，KOH作电解质总反应：C2H5OH+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O负极：C2H5OH+16OH-12e-=2CO32-+11H2O正极：3
12、O2+12e-+6H2O=12OH-乙醇燃料电池，酸作电解质总反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O正:3O2+12H+ +12e- = 6H2O负:C2H5OH+ 3H2O - 12e-=2CO2+ 12H+甲烷燃料电池(1) 在酸性条件下: 总反应:CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O正极:2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O 负极:CH4 + 2H2O -8e-=CO2 + 8H+ (2) 在碱性条件下: 总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O 正极:4H2O + 2O2 + 8e- = 8OH- 负极:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O
