第3节电解池
第1课时
[基础巩固]
1．下列装置工作时，将电能转化为化学能的是()
) A．CuSO4B．NaCl
C．NaOH D．H2SO4
3．石墨作电极电解氯化铜溶液(如图)，下列分析正确的是()
A．a端是直流电源的负极
B．通电使氯化铜发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间，在阴极附近观察到有黄绿色气体产生
4．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu ＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是()
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
5．四个电解装置都以Pt作电极，它们分别盛装如下电解质溶液进行电解，电解一段时
间后，测定其pH变化，所记录结果正确的是()
后U形管内会形成一个倒立的三角“彩虹”，从左到右的颜色顺序是()
A ．蓝、紫、红
B ．红、蓝、紫
C ．红、紫、蓝
D ．紫、红、蓝
7．Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu ＋H 2O=====电解
Cu 2O ＋H 2↑。下列说法正确的是( )
A ．石墨电极上产生氢气
B ．铜电极发生还原反应
C ．铜电极接直流电源的负极
D ．当有0.1 mol 电子转移时，有0.1 mol Cu 2O 生成
8．下图两个装置中，液体体积均为200 mL ，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 mol/L ，工作一段时间后，测得有0.02 mol 电子通过，若忽略溶液体积的变化。下列叙述正确的是( )
A．产生气体体积：①＝②
B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C．溶液的pH变化：①减小，②增大
D．电极反应式：①中阳极为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中负极为2H＋＋2e－===H2↑9．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是()
102)，A为电流表。电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解液中。
(1)电解时，F极发生________反应，电极反应为________，E极发生________________反应，电极反应为________________，电解总反应为________________。
(2)电解池中产生的现象：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
[能力提升]
11．用Pt电极电解含有0.1 mol Cu2＋和0.1 mol X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则离子的氧化能力由大到小的排
列正确的是()
A．Cu2＋>X3＋>H＋B．H＋>X3＋>Cu2＋
C．X3＋>H＋>Cu2＋D．Cu2＋>H＋>X3＋
12．如图所示的电解池中，a、b、c、d都是石墨电极，通电一段时间后，a、b、c、d
各电极上生成物物质的量之比是()
教学过程
[探讨]给具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息。 [引导]现在大家看到的都是直观和表面的信息，有没有更深层次的信息？或者我们将得到的信息稍稍处理一下，能否得到更有价值的信息呢？思考，回答 断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量； 计算 1molH2和1molCl2反应得到2molHCl要放出183kJ的能量 [分析]给出反应热的定义 [质疑]Q是什么？H又是什么？△H又是什么？ [分析]化学反应都伴随能量的变化，所以可以将化学反应分为两类 分析反应热之前，弄清楚两个概念：环境和体系[板书]放热反应：体系环境 H △H < 0为“-” Q > 0 [结论]△H 和Q的角度不同，△H从体系的角度 Q从环境的角度思考 回答：放热反应和吸热反应阅读书本 回答： 自己分析：吸热反应 体系环境 H △H>0为“+” Q< 0 [提问]看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？ A B 回答： A图表示方热反应，△H＜0 B图表示吸热反应，△H＞0 差值表示反应热。 [提问]考考大家一个有难度的问题：预测生成 2molHF 和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？并说出你的理由？思考，回答：生成HF放出的热量多。因为F2比Cl2活泼能量高，而HF比HCl稳定，能量低，所以如此。 [评价]非常好，同学知道从物质活泼性和稳定性的角度来分析问题，非常好。 [提问]如何验证你们的预测呢？这里老师提供键能的数据。 [分析]我们可以从反应热的角度判断反应发生的难易程度，这是反应热的一种应用。计算，结论：的确生成等物质的量的HF 放出的热量多 第二课时 [提问]石墨能否自动转化为金刚石？如果要达到目的，需要采用什么办法？ [讲解]反应热还有其它的应用：计算燃料的用量回答：不能；需要加热 H Cl H Cl H H H H Cl Cl Cl Cl ++ 436 kJ/mol 243kJ/mol 431 kJ/mol 能量
电解池及电化学防护 2．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极:阴极材料总是受到保护（无论是活泼电极还是惰性电极均不参与反应）故溶液中阳离子得电子 阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：（阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） Ag+ >Hg2+ >Cu2+ >(H+) >Pb2+ >Sn2+ >Fe2+ >Zn2+ >Al3+ >Mg2+ >Na+ >Ca2+>K+ ⑵阳极A. 若阳极是活性电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电 B. 阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时： 阴离子失电子：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞（OH－）＞NO3－等含氧酸根离子＞F－
3．电解反应方程式的书写步骤： ①分析电解质溶液中存在的离子； ②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。 若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电。 ③确定电极、写出电极反应式； ④写出电解方程式。 如：（阳极材料为惰性电极材料） ⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）：溶质、溶剂均发生电解反应，pH增大。（活泼金属的无氧酸盐） 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH ⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）：溶质、溶剂均发生电解反应，pH减小。（不活泼金属的含氧酸盐） 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4 ⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）：溶剂不变，实际上是电解溶质，pH增大。（不活泼金属的无氧酸盐） CuCl2电解 ==== Cu＋Cl2↑ 电解盐酸（电解电解质本身）：（无氧酸） 2HCl 电解 ==== H2↑＋Cl2↑ ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液（电解水型）：溶质不变，实际上是电解水，pH分别减小、增大、 不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。（含氧酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐） 阳极：4OH－－4e－电解 ====2H2O＋O2↑ 阴极：4H＋＋4e－电解 ====2H2↑ 电解方程式：2H2O 电解 ==== 2H2↑ + O2↑， ⑸若阳极材料为活性电极，如用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ （注意：不是电解水。） 4．电镀（电解精炼铜） (1)定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 (2)构成：阴极:待镀金属制品阳极：镀层金属（粗铜）电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液 如：在铁制品表面电镀铜： 阳极（铜）：Cu －2e－== Cu2+ 阴极（铁制品）：Cu2+ + 2e－== Cu 电解精炼铜的结果：阳极上粗铜逐渐溶解，杂质Ag、Pt等沉积在电解槽的底部，形成阳极泥（阳极），阴极上纯铜逐渐析出。理论上电解质溶液浓度在电镀过程中保持不变（只需更换阴极电极）。
教学设计 选修4第三单元第三节电解池（第1课时）教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能,属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识. 学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单，因此觉得《电解池》的内容也会简单;但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，降低学生的学习难度. 三维教学目标 1．知识与技能： （1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法； (2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理； （3）掌握电解电极方程式的书写。 2．过程与方法： （1）运用对比记忆,初步掌握电解池的原理,掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式 (2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向 （3)通过动手实验,分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序 3．情感态度与价值观： (1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲 （2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用 （3）养成独立思考、分工合作的能力 教学重点及难点 重点：电解原理； 难点：电解原理的应用。 教法建议及教具准备 1．触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方,在学习了原电池的知识之
后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后,学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。 （1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比,衔接氧化还原反应的知识，重视启发引导,培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。 (2）在教学中,充分联系前面的内容,注意分析和归纳总结，使体系完整。 （3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析和逻辑推理的能力。 2．指点迷津学生学习电解池内容时,还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大.因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。 （1)重视思维的引导过程.在“闭合回路"的概念上,要让学生对正电荷和负电荷的回路充分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应. （2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。 【教学过程】
第一章化学反应与能量 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 （1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆ 常见的放热反应： ① 所有的燃烧反应② 酸碱中和反应③ 大多数的化合反应④ 金属与酸的反应 ⑤ 生石灰和水反应⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆ 常见的吸热反应：① 晶体Ba(OH)2?6?18H2O与NH4Cl② 大多数的分解反应③ 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④ 铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强（25℃101KPa可以不标注）。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该
人教版选修4第一章《化学反应与能量变化》测试题（A卷） （45分钟，100分） 一、单项选择题（每小题4分，共60分） 1．下列措施不能达到节能减排目的的是（） A．利用太阳能制氢燃料B．用家用汽车代替公交车 C．利用潮汐能发电D．用节能灯代替白炽灯 2. 未来氢气将作为新能源的优点的是（） ①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境 ③氢气是一种再生能源④燃烧时放出大量热量 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 3．下列变化过程，属于放热反应的是（） ①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水⑤ H2在Cl2中燃烧⑥弱酸电离 A、②③④⑤ B、②③④ C、②⑤ D、①③⑤ 4．下列对化学反应的认识错误的是（） A．一定有化学键的变化B．一定会产生新的物质 C．一定有物质状态的变化D．一定伴随着能量的变化 5．25℃、101 kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（） A．2H2(g)+O2(g) == 2H2O(1) △H＝―285.8kJ／mol B．2H2(g)+ O2(g) == 2H2O(1) △H＝+571.6 kJ／mol C．2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g) △H＝―571.6 kJ／mol D．H2(g)+1/2O2(g) == H2O(1) △H＝―285.8kJ／mol 6．热化学方程式C(s)＋H2O(g) ==CO(g)＋H2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示（）A．碳和水反应吸收131.3kJ能量 B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气，并吸收131.3kJ热量 C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ 7．已知25℃、101kPa条件下： 4Al (s) + 3O2 (g) == 2Al2O3 (s) △H = -2834.9 kJ·mol-1 4Al (s) +2O3 (g) ==2Al2O3 (s) △H = -3119.91 kJ·mol-1 由此得出的结论正确的是（） A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应 B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
人教版选修4第一章《化学反应与能量》测试题 一、选择题（每小题只有1个． 选项符合题意） 1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是 ： ①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A ．①②③④ B ．⑤⑥⑦⑧ C ．③⑤⑥⑦⑧ D ．③④⑤⑥⑦⑧ 2、下列变化属于吸热反应的是 ： ①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A 、①④⑤ B 、①②④ C 、②③ D 、②④ 3．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ 。且氧气中1 mol O ＝O 键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H －O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1mol H －H 键断裂时吸收热量为 A ．920 kJ B ．557 kJ C ．436 kJ D ．188 kJ 4．强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为： H +(aq)+OH -(aq)＝H 2O(1) △H =-57.3kJ ／mol 已知：CH 3COOH(aq)+NaOH(aq)＝CH 3COONa(aq)+H 2O △H =- Q 1kJ ／mol 1/2 H 2SO 4(浓) + NaOH(aq) == 1/2Na 2SO 4(aq) +H 2O(1) △H =- Q 2kJ ／mol HNO 3(aq)+KOH(aq)＝KNO 3(aq)+H 2O(1) △H =- Q 3kJ ／mol 上述反应均为溶液中的反应，则Q 1、Q 2、Q 3的绝对值大小的关系为( ) (A)Q 1＝Q 2=Q 3 (B)Q 2>Q 1>Q 3 (C)Q 2>Q 3>Q 1 (D)Q 2=Q 3>Q 1 5.以N A 代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式 C 2H 2 ( g ) +5/2O 2 ( g ) →2CO 2 ( g )+H 2O ( l ) △H = —1300kJ / mol 的说法中，正确的是 A. 当10 N A 个电子转移时，该反应放出1300kJ 的能量 B. 当1 N A 个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ 的能量 C. 当2 N A 个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ 的能量 D. 当4 N A 个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ 的能量 6、已知CH 4(g)+2O 2(g)→CO 2(g)+2H 2O(g) ΔH == - Q 1 ； 2H 2(g)+O 2(g) →2H 2O(g) ΔH == - Q 2； H 2O(g) →H 2O(l) ΔH == - Q 3 常温下，取体积比为4：1的甲烷和H 2的混合气体112L （标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为 A 、4Q 1+0.5Q 2 B 、4Q 1+Q 2+10Q 3 C 、4Q 1+2Q 2 D 、4Q 1+0.5Q 2+9Q 3 7．25℃、101 kPa 下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol 、285.8 kJ/mol 890.3 kJ/mol 、2800 kJ/mol ，则下列热化学方程式正确的是 A ．C(s)+12 O 2(g)＝CO(g) △H = ―393.5 kJ/mol B ．2H 2(g)+O 2(g)＝2H 2O(l) △H = +571.6 kJ/mol C ．CH 4(g)+2O 2(g)＝CO 2(g)+2H 2O(g) △H = ―890.3 kJ/mol
高中化学学习材料 （精心收集**整理制作） 人教版选修4第一章《化学反应与能量》测试题 广州市高二化学中心组提供2008.9 本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），满分100分，考试时间40分钟。 第一部分选择题（共50分） 一、选择题（每小题5分，每小题有1．～．2．个．选项符合题意，错选0分，漏选2分，共50分。）1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是 ①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能 A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧ 2．下列说法中正确的是 A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应 C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＞0 D．ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关 3.下列过程中△H小于零的是 A. 氯酸钾分解制氧气 B. 氯化铵分解得氨气 C.碳酸钙分解得二氧化碳 D. 实验室制备氢气 4．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ。且氧气中1 mol O＝O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H－O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1mol H－H键断裂时吸收热量为 A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
5．同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中反应热最小的是A．2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) △H1 B．2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) △H2 C．2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △H3 D．2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) △H4 6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）△H ＝－57.3KJ·mol－1。分别向1L 0.5mol·L－1的Ba（OH）2的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3，下列关系正确的是A．△H1＞△H2＞△H3B．△H1＜△H2＜△H3 C．△H1＞△H2＝△H3D．△H1＝△H2＜△H3 7.将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生 成新物质硫化亚铁。这现象说明了 A. 该反应是吸热反应 B. 该反应是放热反应 C. 铁粉和硫粉在常温下难以发生反应 D. 硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量 8.以N A代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2 ( g ) +5/2O2 ( g ) →2CO2 ( g )+H2O ( l ) △H = —1300kJ / mol 的说法中，正确的是 A. 当10 N A个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量 B. 当1 N A个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量 C. 当2 N A个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量 D. 当8 N A个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量 9．下列说法或表示法正确的是 A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由C(石墨)→C(金刚石) ΔH = +119 kJ·mol—1可知，石墨比金刚石稳定 C．在稀溶液中：H++OH－===H2O ΔH = －57.3 kJ·mol—1，若将含1mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l）ΔH = +285.8 kJ·mol—1 10．一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，即熔溶于自身的洁净水中，又同时吸收热量。他们在塑料袋中经日晒就熔化，又在日落后缓慢凝结而释放热量。故可用于调节室内温度，或用作夏日防暑的枕垫或坐垫，这些物质可称之为热材料。现有几种盐的结晶水合物有关数据如下：
电解池 【知识一览】 一、电解原理 1．电极反应 2．离子的放电顺序 阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳极：(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 3．电解规律： 二、电解原理的应用 1．铜的电解精炼 2．电镀铜 3．电解饱和食盐水——氯碱工业 4．电冶金 【知识与基础】 1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( ) A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置 B．电解池中使用的液体只能是电解质溶液 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 2．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现，a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( )
3．①电解是将电能转化为化学能；①电能是将化学能转变成电能；①电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；①不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现； ①任何物质被电解时，必导致氧化还原反应发生。这五种说法中正确的是( ) A．①①①① B．①①① C．①① D．①①4．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．0.10 mol/L Ag＋B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋D．0.20 mol/L Pb2＋ 5．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1①2 D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1①1 6．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( ) A．4×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L C．1×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/L 7．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，用惰性材料作电极在一
2019-2020年高中化学《电解池》教案5 新人教版选修4 一、教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3．掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 第三节电解池 一、电解原理 讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。
第一章 化学反应与能量 一、反应热 热化学方程式 1、反应热 （1）任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化。 （2）在生成物回到反应物的起始温度时，所放出或吸收的热量称为化学反应的反应热。 （3）焓变是指生成物与反应物的焓值差。符号：H ? 单位：1kJ mol -? 2、放热反应与吸热反应 （1）放热反应0H ?<，体系的能量降低，反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量。 （2）吸热反应0H ?>，体系的能量升高，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。 3、热化学方程式的书写 （1）在方程式右边标明反应热的符号，数值，单位。 （2）注明反应热的测定条件。 （3）必须注明物质的聚集状态。 （4）化学计量数仅表示物质的量，既可以是整数，也可以是分数。 （5）当化学计量数加倍，H ?随之加倍；当反应方向变化时，H ?随之变号。 4、燃烧热与中和热 （1）燃烧热：101kPa 时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫做该物质的燃烧热。 不同的反应物，燃烧热不同 （2）中和热：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol 2H O 时所放出的热量叫做中和热。 不同反应的中和热大致相同，157.3H kJ mol -?=-? 5、中和反应反应热的测定 测定强酸强碱温度变化，依据Q cm t =?算出中和热。 （1）用强酸强碱的稀溶液。 （2）不能用弱酸弱碱，因为电离吸热。 （3）使碱液稍稍过量，保证完全被中和。 （4）环形玻璃搅拌棒。 （5）待温度计示数稳定再读数 （6）取三次数据的平均值。 二、盖斯定律 化学反应热的计算 1、盖斯定律：不管化学反应是一步完成或是几步完成，其反应热总是相同的。 2、依据热化学方程式计算反应热：H ?与各物质物质的量（质量，气体体积）对应成比例。 3、依据键能计算反应热：反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差。 4、反应热的比较 5、盖斯定律与物质稳定性 若为放热反应，则生成物能量较低，生成物稳定；若为吸热反应，则反应物能量较低，反应物稳定。 6、依据盖斯定律计算反应热 依据盖斯定律可以将两个或两个以上的热化学方程式进行移项，变向，乘以一个系数，相加减得出一个新的化学方程式，从而计算反应热。
第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 第1课时 焓变 反应热 [目标要求] 1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。 2.知道反应热与化学键的关系。 3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。 焓变 反应热 在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。 1．焓和焓变 焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。 焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。 2．化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。 任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。 ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。 3．放热反应与吸热反应 当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。 (1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。 (2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。 4．反应热思维模型 (1)放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 (2)反应热的本质 (以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例) E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)
E 2：2E (H—Cl) ΔH ＝E 1－E 2 知识点一 有关反应热的概念 1．下列说法正确的是( ) A ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B ．放热反应在常温下一定很容易发生 C ．吸热反应在一定的条件下也能发生 D ．焓变的符号是ΔH ，单位是kJ·mol －1，反应热的单位是kJ 答案 C 2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是( ) A ．电解熔融的Al 2O 3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B ．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C ．相同状况下，反应2SO 2＋O 2===2SO 3是一个放热反应，则反应2SO 3===2SO 2＋O 2是一个吸热反应 D ．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 答案 C 解析 由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C 正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al 2O 3的分解都应该是吸收能量的反应，故A 、B 、D 错误。 知识点二 反应热与化学键键能的关系 3．通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)： 化学键H—H Cl—Cl Cl—H 键能/(kJ·mol －1)436243431 请计算H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)的反应热( ) A ．＋862 kJ·mol －1 B ．＋679 kJ·mol －1 C ．－183 kJ·mol －1 D ．＋183 kJ·mol －1 答案 C 解析 拆开1 mol H 2和1 mol Cl 2中的化学键所吸收的能量是436 kJ·mol －1＋243 kJ·mol －1＝679 kJ·mol －1；形成2 mol HCl 所放出的能量是431 kJ·mol －1×2＝862 kJ·mol －1，所以该反应的反应热是679 kJ·mol －1－862 kJ·mol －1＝－183 kJ·mol －1。4. 白磷的化学式为P 4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P 4O 10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O 和P===O 两种共价键。 已知几种共价键的键能：P—O 360 kJ·mol －1； P===O 585 kJ·mol －1；P—P 198 kJ·mol －1； O===O 498 kJ·mol －1。 请问：在P 4(s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s)中，ΔH ＝______________。 答案 －2 982 kJ·mol －1 解析 由P 4的分子结构和P 4＋5O 2P 4O 10的物质变化，在P 4O 10分子中 =====点燃 只存在P—O 和P===O 两种共价键，P 4O 10中P 显＋5价、O 显－2价等事实可知，在P 4分子
常见的原电池电极反应式的书写 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极：Fe–2e－==Fe2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性) 负极：2Fe–4e－==2Fe2+正极：O2+2H2O+4e－==4- OH 总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液) 负极：4Al–12e－==4Al3+正极：3O2+6H2O+12e－==12- OH 总反应化学方程式：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、铝–空气–海水（负极－－铝，正极－－石墨、铂网等能导电的惰性材料，电解液－－海水） 负极：4Al－12e－==4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－ 总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）(海洋灯标电池) 6、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物) 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3 +2NH3+H2O 总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 7、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物） 负极：Zn + 2OH– 2e－== Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2e－==2MnO(OH) +2OH－总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 8、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH ) 负极：Zn+2OH－–2e－== ZnO+H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e－== 2Ag + 2OH－ 总反应化学方程式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
第一章章末系统总结一、重点知识梳理 二、实验专项探究——中和反应反应热的测定 实验原理测定强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的反应热H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
实验 装置 实验 步骤 ①组装量热计：大小烧杯口要相平，烧杯间要填满隔热材料。 ②往小烧杯中加入50 mL ，0. 50 mol ·L －1的盐酸，并用 温度计测量盐酸的温度。 ③用量筒量取50 mL ，0.55 mol ·L －1的NaOH 溶液，并测量温度。 ④将NaOH 溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用环形玻璃棒充分搅拌，读取混合液的最高温度。 ⑤重复实验两次。 续上表 实验 纪录 反应热的计算 ΔH ＝－0.418（t 2－t 1） 0.025 kJ ·mol －1
50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： (1)从实验装置看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_________。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由___________________________________________。 解析：(1)本实验成功的关键是准确测量反应前后的温度。因此所用装置必须保温、隔热且可使体系温度尽快达到一致。故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。(2)不盖硬纸板会损失部分热量，故所测结果偏低。(3)由中和热概念可知，中和热是以生成1 mol水为标准的，而与过量部分的酸、碱无关。 答案：(1)环形玻璃搅拌棒(2)偏小(3)不相等相等中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸、碱的用量无关 实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH 溶液和如图所示装置进行测定中和反应反应热的实验，得到下表中的数据。
高中化学人教版选修四第四章电化学基础4.3.1电解池C卷（练习） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 2017_2018学年高中化学新人教版选修4第四章电化学基础 (共12题；共45分) 1. （2分） (2019高二上·福州期中) 下列我国科技创新的产品设备在工作时有化学能转变成电能的是（） A . 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机 B . 北斗导航卫星的太阳能电池板 C . 位于江苏的海上风力发电厂 D . 世界首部可折叠柔屏手机 2. （2分） (2018高二上·慈溪期中) 在电解水制取H2和O2时，为增强溶液的导电性常加入一些电解质。下列物质中最合适的是（） A . Na2SO4 B . CuCl2 C . NaCl D . AgNO3 3. （2分） (2015高三上·老河口期中) 如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是（） A . 锌片是负极 B . 两个铜片上都发生氧化反应
C . 石墨是阴极 D . 两个番茄都形成原电池 4. （2分） (2017高二上·河北期中) 若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+=Cu2++H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（） A . 该装置可能是原电池，也可能是电解池 B . 该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C . 该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 D . 该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 5. （2分） (2019高一下·南岸期末) 某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如图，电池总反应可表示为，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 C . 每转移电子，消耗标准状况下 D . 由a极通过固体酸电解质传递到b极 6. （2分） (2016高一下·长春期中) 对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（） A . 电子流入的一极为正极 B . 比较不活泼的一极为正极 C . 电子流出的一极为负极 D . 发生氧化反应的一极为正极 7. （2分） (2018高二上·黑龙江月考) Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是（） A . 石墨电极上产生氢气 B . 铜电极发生还原反应
选修4《电解池》教 学设计
教学设计 选修4第三单元第三节电解池（第1课时）教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能，属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识。 学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单，因此觉得《电解池》的内容也会简单；但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，降低学生的学习难度。 三维教学目标 1．知识与技能： （1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法； （2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理； （3）掌握电解电极方程式的书写。 2．过程与方法： (1) 运用对比记忆，初步掌握电解池的原理，掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式 （2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向 （3）通过动手实验，分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序 3．情感态度与价值观： （1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲 （2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用 （3）养成独立思考、分工合作的能力 教学重点及难点 重点：电解原理；
难点：电解原理的应用。 教法建议及教具准备 1．触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方，在学习了原电池的知识之后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后，学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。 （1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比，衔接氧化还原反应的知识，重视启发引导，培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。 （2）在教学中，充分联系前面的内容，注意分析和归纳总结，使体系完整。 （3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析和逻辑推理的能力。 2．指点迷津学生学习电解池内容时，还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大。因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。 （1）重视思维的引导过程。在“闭合回路”的概念上，要让学生对正电荷和负电荷的回路充分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应。 （2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。 【教学过程】
第一节 化学反应与能量变化 第一课时 学习目标 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、了解反应热和焓变的含义 重 点、难 点 △H 与化学键键能之间的关系 【思考】1、氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的 变化与能量的变化有什么关系？ 2、氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的 变化与能量的变化有什么关系？ 观察H 2（g ）+Cl 2（g ）=2HCl 反应的能量变化示意图： 请分析图中包含的信息： 1）、 2）、 3）、 化学反应的本质是 。 一、焓变 反应热 1、定义：化学反应过程中所 或 的能量，叫反应热，又称为 ，符号用 表示，其单位常采用 。许多化学反应的反应热可以通过 直接测量。 2、 化学反应中能量变化的原因 1）任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的，物质本身所具有的能量可以用H （焓）来衡量，当生成物的总能量 反应物的总能量，即ΔH （焓变）小于零，则该反应时放热的， 当生成物的总能量 反应物的总能量，即ΔH （焓变）大于零，则该反应是吸热的。计算公式：ΔH ＝ （用物质具有的能量表示） 2）任何化学反应都有反应热，在化学反应过程中，当反应物化学键 时，需要 _的相互作用，需要 能量；当 ，即新化学键 时，又要 能量 。当反应完成时，释放的总能量比吸收的总能量 ，这是放热反应。对于放热反应，由于反应后放出能量（释放给环境）而使反应体系的能量 。因此，规定放热反应的ΔH 为“_ ”。 反之，对于吸热反应，由于反应通过 、 等吸收能量（能量来自环境）而使反应体系的能量 。因此，规定吸热反应的ΔH 为“ ”。 计算公式：ΔH ＝ （用键能表示） 当ΔH 为“_ _”或ΔH 0时，为放热反应；当ΔH 为“_ _”或ΔH _ __0时，为吸热反应。 合作探究 1、(1)常见的放热反应 H H