《高中化学第4章第3节化学反应与能量的变化3教案新人教版选修427785.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第4章第3节化学反应与能量的变化3教案新人教版选修427785.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四章 第三节第二课时 成才之路 2011 年高中化学 第 4 章第3 节 化学反应与能量的变化 1 教案 一、选择题(每小题有 1 个或 2 个选项符合题意)1(2008上海高考卷)取一张用饱和的 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ()Ab 电极是阴极 Ba 电极与电源的正极相连 C电解过程中水是氧化剂 Db 电极附近溶液的 pH 变小【解析】a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明 a 极附近产生了 Cl2，所以 a 极与电源
2、的正极相连，即 a 为阳极，电极反应式为：2Cl2eCl2，b 为阴极，电极反应式为：2H2O4eH22OH，所以 b 极附近的 pH 增大。【答案】D 2下列描述中，不符合生产实际的是 ()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D在镀件上电镀锌，用锌作阳极【解析】电解熔融的氧化铝制取金属铝，用碳作阳极，如果用铁做阳极，则铁失电子而消耗，故 A 不对；B、C、D 符合生产实际，正确。【答案】A 3某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔
3、在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是 ()A铅笔端作阳极，发生还原反应 B铂片端作阴极，发生氧化反应 C铅笔端有少量的氯气产生 Da 点是负极，b 点是正极【解析】本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔做阴极，a 为电源负极，故选 D。【答案】D 4火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时 ()A粗铜接电源负极 B纯铜做阳极 C杂质都将以单质形式淀沉到池底 D纯铜片增重 2.
4、56 g，电路通过电子为 0.08 mol【解析】电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以 A、B 不正确；锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C 不正确。n(e)2.56 g64 gmol120.08 mol，D 正确。【答案】D 5用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了 x g，则 ()A电解液质量增加 x g B阴极质量增加 x g C阴极质量增加 a g，ax D阴极质量增加 b g，bx【解析】由于粗铜中含有 Zn 和 Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子；而阴极
5、一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于 M(Zn)M(Cu)，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即 bx，所以 D 项正确。【答案】D 6烧碱的制备，在上世纪七十年代常用水银法，此法通过钠汞齐(NanHg)生产得到的烧碱质量好，浓度高，目前已被离子交换膜法所取代。两种生产方法示意图如下：下列说法正确的是 ()A水银法被淘汰，是因为生产过程中，汞不能循环利用 B水银法生产，在电解槽中，阴极的电极反应式为：NaenHgNanHg C离子膜法电解，阳极发生的电极反应为：2H2eH2 D水银法中烧碱在电解槽中生成，离子膜法
6、烧碱在阴极生成【解析】A 选项，由水银法电解图可看出，汞在生成过程中能循环利用，被淘汰的可能原因是汞毒性大，易造成环境污染。B 选项，电极反应的书写要注意题给信息和环境，生成的钠形成钠汞齐，选项中的电极反应式书写正确。选项 C，由离子交换膜法电解装置图可以看出其阳极的电极反应式为：2Cl2eCl2，C 选项不正确。D 选项，由两电解装置图中的产物出口可以看出，D 中前半句话说法错误。【答案】B 7(2009盐城一模)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用 NaOH 调 NiCl2溶液 pH 至 7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的 Cl2在弱碱性条件
7、下生成 ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 ()A可用铁作阳极材料 B电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高 C阳极反应方程式为：2Cl2eCl2 D1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 1 mol 电子【解析】电解时阳极产生 Cl2，电极反应为 2Cl2eCl2，故 C 对，阳极不可能是活泼性电极如铁，故A 错。阳极产生 Cl2与碱反应，故 pH 降低，故 B 错，二价镍全部转化为三价镍失 1 mol e，故 D 对。【答案】CD 8下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是 ()A粗铜板作阳极 B电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu22eCu C粗铜中
8、所含 Ni、Fe、Au、Ag 等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 D电解铜的纯度可达 99.95%99.98%【解析】电解法精炼铜是以粗铜作阳极，发生 Cu2eCu2。在此之前由于 Ni、Fe、Zn 均比 Cu 容易失去电子，这些金属首先失去电子变成 Ni2、Fe2、Zn2进入溶液。在阴极上 Cu22eCu，而 Ni2、Fe2、Zn2得电子能力弱于 Cu2，这些金属离子不可能重新变成金属，最后存于电解质溶液中，因此选项 C 说法不正确。经电解精炼铜后，铜的纯度可高达 99.95%99.98%。【答案】C 9(2008全国卷)电解 100 mL 含 c(H)0.30 mol/L 的
9、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 ()A0.10 mol/L Ag B0.20 mol/L Zn2 C0.20 mol/L Cu2 D0.20 mol/L Pb2【解析】电解含有 Zn2、Pb2溶液，H得电子生成 H2，不能析出金属，B、D 项错；电解含有 Ag溶液，可得 Ag 0.1 molL10.1 L108 gmol11.08 g，电解含有 Cu2溶液，可得 Cu 0.2 molL10.1 L64 gmol11.28 g，故 C 正确。【答案】C 10按图中图甲装置进行实验，若图乙的 x 轴表示流入电极的电子的量，则 y 轴不可能表示的情况是
10、()Ac(Ag)Bc(NO3)C溶液的 pH D银棒质量【解析】此为铁上镀银，电镀一段时间后，c(Ag)、c(NO3)、溶液的 pH 基本不变，而银棒质量减小。【答案】D 11如图乙所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量(纵坐标 x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量 x 表示 ()A各电解池析出气体的体积 B各电解池阳极质量的增加量 C各电解池阴极质量的增加量 D各电极上放电的离子总数【答案】C【点评】电解 NaCl 溶液时阴、阳极都产生气体，电解 AgNO3溶液时阴极上产生单质银，电解 CuSO4溶液时阴极上产生单质铜，所
11、以随着电解的进行，阴极质量的增加量有如题中图乙所示的变化。12把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中，如下图所示，最先观察到酚酞变红现象的区域是 ()A和 B和 C和 D和【解析】左边装置是原电池，Fe 作正极，因此正极区呈碱性，滴入酚酞试液显红色。右边装置是电解池，Zn 作阴极，电极反应为 2H2eH2，因此阴极区呈碱性，滴入酚酞溶液显红色，所以、两个区域显红色，故选项 B 正确。【答案】B 13CuI 是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu24I2CuII2而得到。现以石墨为阴极，以 Cu 为阳极电解 KI 溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始一段时间
12、后，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。对阳极区溶液呈蓝色的正确解释是 ()A2I2eI2 淀粉遇碘变蓝 BCu2eCu2 Cu2显蓝色 C2Cu24I2CuII2 淀粉遇碘变蓝 D4OH4e2H2OO2 O2将 I氧化为 I2，淀粉遇碘变蓝【解析】以石墨为阴极，Cu 为阳极电解 KI 溶液时，阳极反应为 Cu2eCu2，阴极反应为：2H2eH2，则阳极区溶液变蓝是由于产生了 Cu2，且 Cu2与 I又发生了化学反应；阴极区溶液变红是由于 H放电后，使得该区域的 c(OH)增大，溶液呈碱性。故选项 B 正确。【答案】BC 14通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为1
13、)溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比 n(硝酸银)n(硝酸亚汞)21，则下列叙述正确的是 ()A在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比 n(银)n(汞)21 B在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C硝酸亚汞的化学式为 HgNO3 D硝酸亚汞的化学式为 Hg2(NO3)2【解析】通以相等的电量，即是通过相同的电子数，银和亚汞都是1 价，因此得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n(硝酸银)n(硝酸亚汞)21，硝酸银的化学式为 AgNO3，所以硝酸亚汞的化学式不可能为 HgNO3，只能为 Hg2(NO3)2。【答案】D 二、非选择题 15如图，X 和 Y 均为石墨电极。(1
14、)若 电 解 液 为 滴 有 酚 酞 的 饱 和 食 盐 水，电 解 反 应 的 离 子 方 程 式 为_；电解过程中_极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。(2)若电解液为 500 mL 含 A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到 X 电极表面有红色的固态物质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出 X 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 1.6 g。电解后溶液的 pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y 电极产生气体的体积为_L。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你
15、的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。【解析】(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2O=电解2OHCl2H2，在阴极区生成 NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有 Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y 电极上析出无色气体，应该是 O2，电解离子方程式：2Cu22H2O=电解2CuO24H。根据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)21.6 g64 gmol10.05 mol，故溶液中 c(H)0.05 mol0.5 L0.1 molL1，溶液的 pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入 CuO 或 CuCO3。根据电解离子方程式得：n(O2)1
16、2n(Cu)0.0125 mol，在标准状况下的体积 V(O2)22.4 Lmol10.0125 mol0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是 SO24或 NO3；然后利用实验进行检验。【答案】(1)2Cl2H2O=电解2OHCl2H2 阴(2)1 CuO 或 CuCO3(仅答 1 种即可)0.28 硫酸根离子 取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子 取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)16现代工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取 H2、Cl2、
17、NaOH。请回答下列问题：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为_。(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的 Ca2、Mg2、SO24等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为_(填试剂序号)。(3)如果在容积为 10 L 的离子交换膜电解槽中，1 min 后阴极可产生 11.2 L(标准状况下)Cl2，这时溶液的 pH 是(设溶液体积保持不变)_。【解析】(1)与电源正极相连的电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式：2Cl2eCl2。(2)在粗盐精制过程中，要先加 Ba(OH)2溶液除去 SO24、Mg
18、2，然后再加 Na2CO3溶液除去 Ca2，最后加稀盐酸，除去多余的 CO23。(3)由 2NaCl 2H2O=电解2NaOH H2 Cl2，可 知 n(NaOH)2n(H2)211.2 L22.4 Lmol11.0 mol，c(OH)1.0 mol10 L0.1 molL1，故溶液的 pH13。【答案】(1)2Cl2eCl2(2)b、a、c(3)13 17铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，
19、其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通 电 开 始 后，阴 极 附 近 溶 液pH会 增 大，请 简 述 原 因_。除去杂质后得氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。【解析】本题考查工业冶炼铝的原理、以氯碱工业为背景氢氧化钾的制备，属课本知识的自然延伸。(3)阳极是左池，氢氧根放电；H放电，促进水的电离，OH浓度增大；K经阳离子交换膜进入右池，除去杂质后得氢氧化钾溶液从 B 口导出。【答案】(1)2Al2O3=电解4Al3O2(2)2Al2H2O2OH2AlO23H2(3)4OH4eO22H2O H放电，促进水的电离，OH浓度增大 B 18有一硝酸盐晶体，其化学式表示为
20、 M(NO3)xnH2O，经测定其摩尔质量为 242 gmol1。取 1.21 g 该晶体溶于水配成 100 mL 溶液。将此溶液倒入下图所示装置中，用石墨作电极进行电解。当有 0.01 mol 电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在 A 极得到金属 0.32 g。回答：(1)金属 M 的摩尔质量为_，x_，n_。(2)C 极为_极。(3)电解后溶液的 pH 为(设电解前后溶液的体积不变)_。【解析】(1)n(硝酸盐)1.21 g242 gmol10.005 mol，则金属 M 也为 0.005 mol。M 的摩尔质量0.32 g0.005 mol64 gmol1。Mxxe M x0.
21、0110.05 解得：x2 18818n242，n3。(2)因为金属在 A 极析出，所以 A 极是电解池的阴极，则 C 极是电源的负极。(3)有 0.01 mol 电子通过电极，就有 0.01 mol OH放电，在溶液中就生成 0.01 mol H。c(H)0.010.1 molL10.1 molL1，pH1。【答案】(1)64 gmol1 2 3(2)负(3)1 19已知 NaCl 在 60 时的溶解度是 37.1 g。现电解 60 的精制饱和食盐水 1371 g。经分析，电解后的溶液密度为 1.37 g/cm3，其中含有 20 g NaCl。计算：(1)电解后所得溶液中 NaOH 的物质的
22、量浓度。(2)电解过程中得到 H2的体积(标准状况下)【解析】(1)被电解的 NaCl 的质量为：1371 g37.1137.120 g351 g 设 351 NaCl 被电解后生成 NaOH 的物质的量为 x，生成 H2的质量为 y，生成 Cl2质量为z，则有 2NaCl2H2O 电解2NaOHH2Cl2 258.5 g 2 mol 2 g 71 g 351 g x y z x6 mol，y6 g，z213 g 所以可知，电解后溶液的质量为 1371 g6 g213 g1152 g 电解后溶液的体积为：1152 g1.37 g/cm3841 cm30.841 L 所以 c(NaOH)6 mol0.841 L7.13 mol/L(2)V(H2)6 g2 g/mol22.4/mol67.2 L【答案】(1)c(NaOH)7.13 mol/L(2)V(H2)67.2 L