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阶段复习课专题1一、化学反应中的热效应一、化学反应中的热效应kJmolkJmol-1-11 mol1 mol氧化物氧化物1 mol1 molH1 1+H2 2+H3 3聚集状态聚集状态整数或分数整数或分数符号符号二、电化学基础二、电化学基础活泼性不同活泼性不同电解质溶液电解质溶液氧化氧化还原还原牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护与直流电源与直流电源电解质溶液电解质溶液氧化氧化还原还原外加电流的阴极保护外加电流的阴极保护化学化学吸氧吸氧考点一考点一 热化学方程式的书写及计算热化学方程式的书写及计算【例【例1 1】化学反应化学反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3的能量变化如图所示的能量变化如图所示, ,该反应的该反应的热化学方程式是热化学方程式是( () )A.NA.N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(l) (l) H=2(a-b-c)kJ=2(a-b-c)kJmolmol-1-1B.NB.N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH2NH3 3(g) (g) H=2(b-a)kJ=2(b-a)kJmolmol-1-1C. NC. N2 2(g)+ (g)+ H H2 2(g) (g) NHNH3 3(l) (l) H=(b+c-a)kJ=(b+c-a)kJmolmol-1-1D. D. N N2 2(g)+ (g)+ H H2 2(g) (g) NHNH3 3(g) (g) H=(a+b)kJ=(a+b)kJmolmol-1-112123232【解析【解析】选选A A。从题中图示上可以看出。从题中图示上可以看出, mol N, mol N2 2(g)(g)和和 mol mol H H2 2(g)(g)断键生成断键生成1 mol N1 mol N和和3 mol H3 mol H吸收的能量为吸收的能量为akJakJ, ,同时同时, ,1 mol N1 mol N和和3 mol H3 mol H形成新键生成形成新键生成1 mol NH1 mol NH3 3(g)(g)、NHNH3 3(l)(l)所释放所释放的能量分别为的能量分别为bkJbkJ、(b+c)kJ(b+c)kJ, ,故故 mol Nmol N2 2(g)(g)和和 mol Hmol H2 2(g)(g)生生成成NHNH3 3(g)(g)、NHNH3 3(l)(l)所放出的能量分别为所放出的能量分别为(b-a)kJ(b-a)kJ、(b+c-a)kJ(b+c-a)kJ, ,故它们对应的故它们对应的H分别为分别为(a-b)kJ(a-b)kJmolmol-1-1、(a-b-c)kJ(a-b-c)kJmolmol-1-1, ,故答案选故答案选A A。12321232【例【例2 2】在在1.011.0110105 5PaPa的压强条件下的压强条件下,1.0 kg,1.0 kg丁烷在空气中完丁烷在空气中完全燃烧生成全燃烧生成COCO2 2和液态水和液态水, ,放出放出5 510104 4kJkJ的热量。下列判断正确的热量。下列判断正确的是的是( () )A.A.丁烷是一种新型能源丁烷是一种新型能源B.B.丁烷的标准燃烧热丁烷的标准燃烧热H=-5=-510104 4kJkJmolmol-1-1C.1.0 kgC.1.0 kg丁烷在丁烷在1.011.0110105 5PaPa的压强条件下完全燃烧生成二氧的压强条件下完全燃烧生成二氧化碳和气态水化碳和气态水, ,放出的热量大于放出的热量大于5 510104 4kJkJD.D.表示丁烷标准燃烧热的热化学方程式为表示丁烷标准燃烧热的热化学方程式为C C4 4H H1010(g)+ O(g)+ O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+5H(g)+5H2 2O(l) O(l) H=-2 900 kJ=-2 900 kJmolmol-1-1132【解析【解析】选选D D。1.0 kg1.0 kg丁烷的物质的量为丁烷的物质的量为 10102 2mol,mol,故丁烷故丁烷的标准燃烧热为的标准燃烧热为H= =-2 900 kJ= =-2 900 kJmolmol-1-1, ,当生成当生成气态水时放出的热量小于气态水时放出的热量小于5 510104 4kJ,kJ,故故B B、C C错错,D,D正确。正确。529425 10 kJ510 mol29【知识扫描【知识扫描】书写热化学方程式的书写热化学方程式的“五注意五注意”(1)(1)注意物质状态。注意物质状态。物质所处的状态不同物质所处的状态不同,H值不同值不同, ,所以必须注明物质的状态。所以必须注明物质的状态。固态、液态、气态、溶液分别用符号固态、液态、气态、溶液分别用符号s s、l l、g g、aqaq表示。表示。(2)(2)注意反应热注意反应热(H) )。单位单位:kJ:kJmolmol-1-1。符号符号: :放热反应为负值放热反应为负值; ;吸热反应为正值。吸热反应为正值。(3)(3)注意化学计量数。注意化学计量数。化学计量数表示的是物质的量化学计量数表示的是物质的量, ,可以是整数可以是整数, ,也可以是分数。也可以是分数。H的数值与对应的热化学方程式中的化学计量数有关。的数值与对应的热化学方程式中的化学计量数有关。(4)(4)注意正、逆反应的注意正、逆反应的H的关系。的关系。逆反应和正反应的反应热数值相等逆反应和正反应的反应热数值相等, ,符号相反。例如符号相反。例如: :2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H=bkJ=bkJmolmol-1-1, ,2H2H2 2O(l)=2HO(l)=2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H=ckJ=ckJmolmol-1-1, ,则则c=-bc=-b。(5)(5)注意题目要求。注意题目要求。书写热化学方程式书写热化学方程式, ,答案不是唯一的。但书写表示燃烧热的热答案不是唯一的。但书写表示燃烧热的热化学方程式化学方程式, ,可燃物的化学计量数必须为可燃物的化学计量数必须为1,1,答案是唯一的。答案是唯一的。考点二考点二 盖斯定律的应用盖斯定律的应用【例题【例题】(1)(2012(1)(2012天津高考天津高考) )已知已知: :温度过高时温度过高时,WO,WO2 2(s)(s)转变转变为为WOWO2 2(g)(g)。WOWO2 2(s)+2H(s)+2H2 2(g) W(s)+2H(g) W(s)+2H2 2O(g) O(g) H=66.0 kJ=66.0 kJmolmol-1-1WOWO2 2(g)+2H(g)+2H2 2(g) W(s)+2H(g) W(s)+2H2 2O(g) O(g) H=-137.9 kJ=-137.9 kJmolmol-1-1则则WOWO2 2(s) WO(s) WO2 2(g)(g)的的H= =。(2)(2012(2)(2012海南高考海南高考) )肼肼(N(N2 2H H4 4) )可作为火箭发动机的燃料可作为火箭发动机的燃料, ,与氧与氧化剂化剂N N2 2O O4 4反应生成反应生成N N2 2和水蒸气。和水蒸气。已知已知: :N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=N(g)=N2 2O O4 4(l)(l)H2 2=-19.5 kJ=-19.5 kJmolmol-1-1N N2 2H H4 4(l)+O(l)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g) O(g) H2 2=-534.2 kJ=-534.2 kJmolmol-1-1写出肼和写出肼和N N2 2O O4 4反应的热化学方程式反应的热化学方程式 。(3)(2012(3)(2012江苏高考江苏高考) )真空碳热还原真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿氯化法可实现由铝土矿制备金属铝制备金属铝, ,其相关反应的热化学方程式如下其相关反应的热化学方程式如下: :AlAl2 2O O3 3(s)+AlCl(s)+AlCl3 3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) H=akJ=akJmolmol-1-13AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3 3(g)(g)H=bkJ=bkJmolmol-1-1则反应则反应AlAl2 2O O3 3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的的H= =kJkJmolmol-1-1( (用含用含a a、b b的代数式表示的代数式表示) )。【解析【解析】(1)(1)反应反应- -反应反应即可得目标方程式即可得目标方程式, ,将将H也进行也进行减法运算得减法运算得H=203.9 kJ=203.9 kJmolmol-1-1。(2)(2)本题目标方程式可由本题目标方程式可由2-2-得到得到, ,所以所以H=2=2H2 2- -H1 1=-1 048.9 kJ=-1 048.9 kJmolmol-1-1。(3)(3)将两个已知热化学方程式相加即可得到目标方程式将两个已知热化学方程式相加即可得到目标方程式, ,所以所以H=(a+b)kJ=(a+b)kJmolmol-1-1。答案答案: :(1)203.9 kJ(1)203.9 kJmolmol-1-1(2)2N(2)2N2 2H H4 4(l)+N(l)+N2 2O O4 4(l)=3N(l)=3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g) H=-1 048.9 kJ=-1 048.9 kJmolmol-1-1(3)a+b(3)a+b【知识扫描【知识扫描】盖斯定律的应用方法及注意事项盖斯定律的应用方法及注意事项(1)(1)运用盖斯定律的技巧。运用盖斯定律的技巧。参照目标热化学方程式设计合理的反应途径参照目标热化学方程式设计合理的反应途径, ,对原热化学方程对原热化学方程式进行恰当式进行恰当“变形变形”( (反写、乘除某一个数反写、乘除某一个数),),然后方程式之间然后方程式之间进行进行“加减加减”, ,从而得出求算新热化学方程式反应热从而得出求算新热化学方程式反应热H的关的关系式。系式。(2)(2)具体方法。具体方法。热化学方程式乘以某一个数时热化学方程式乘以某一个数时, ,反应热也必须乘以该数反应热也必须乘以该数; ;热化学方程式热化学方程式“加减加减”时时, ,同种物质之间可相同种物质之间可相“加减加减”, ,反应反应热也随之热也随之“加减加减”; ;将一个热化学方程式颠倒时将一个热化学方程式颠倒时,H的正负也随之改变的正负也随之改变, ,但数值但数值不变。不变。考点三考点三 原电池的工作原理及应用原电池的工作原理及应用【例【例1 1】(2012(2012四川高考四川高考) )一种基于酸性燃料电池原理设计的一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪酒精检测仪, ,负极上的反应为负极上的反应为CHCH3 3CHCH2 2OH-4eOH-4e- -+H+H2 2O=CHO=CH3 3COOH+4HCOOH+4H+ +。下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( () )A.A.检测时检测时, ,电解质溶液中的电解质溶液中的H H+ +向负极移动向负极移动B.B.若有若有0.4 mol0.4 mol电子转移电子转移, ,则在标准状况下消耗则在标准状况下消耗4.48 L4.48 L氧气氧气C.C.电池反应的化学方程式为电池反应的化学方程式为CHCH3 3CHCH2 2OH+OOH+O2 2=CH=CH3 3COOH+HCOOH+H2 2O OD.D.正极上发生的反应是正极上发生的反应是O O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -【解析【解析】选选C C。正极反应式为。正极反应式为O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O,O,负极反应生负极反应生成氢离子成氢离子, ,正极上消耗氢离子正极上消耗氢离子, ,因此氢离子应该向正极移动因此氢离子应该向正极移动,A,A、D D项错项错; ;由正极反应方程式中的比例关系可知由正极反应方程式中的比例关系可知, ,每转移每转移0.4 mol0.4 mol电电子子, ,反应掉氧气反应掉氧气0.1 mol0.1 mol即即2.24 L,B2.24 L,B项错项错; ;将电池的正负极反应将电池的正负极反应方程式相加即可得方程式相加即可得C C项正确。项正确。【例【例2 2】铁镍蓄电池又称爱迪生电池铁镍蓄电池又称爱迪生电池, ,放电时的总反应式为放电时的总反应式为Fe+NiFe+Ni2 2O O3 3+3H+3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 2+2Ni(OH)+2Ni(OH)2 2下列有关该电池的说法不正确的是下列有关该电池的说法不正确的是( () )A.A.电池的电解液为碱性溶液电池的电解液为碱性溶液, ,正极为正极为NiNi2 2O O3 3, ,负极为负极为FeFeB.B.电池放电时电池放电时, ,负极反应式为负极反应式为Fe+2OHFe+2OH- -2e-2e- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 2C.C.电池充电过程中电池充电过程中, ,阴极附近溶液的阴极附近溶液的pHpH降低降低D.D.电池充电时电池充电时, ,阳极反应式为阳极反应式为2Ni(OH)2Ni(OH)2 2+2OH+2OH- -2e-2e- -=Ni=Ni2 2O O3 3+3H+3H2 2O O【解析【解析】选选C C。可充电电池中活泼金属。可充电电池中活泼金属FeFe失去电子失去电子, ,为负极为负极, ,得得到电子的到电子的NiNi2 2O O3 3为正极为正极, ,因为放电时电极产物为氢氧化物因为放电时电极产物为氢氧化物, ,可以可以判断电解液为碱性溶液判断电解液为碱性溶液,A,A项正确项正确; ;放电时放电时, ,负极铁失去电子生成负极铁失去电子生成FeFe2+2+, ,因为电解液为碱性溶液因为电解液为碱性溶液, ,所以电极反应式为所以电极反应式为Fe+2OHFe+2OH- -2e-2e- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 2,B,B项正确项正确; ;充电时充电时, ,阴极发生还原反应阴极发生还原反应:Fe(OH):Fe(OH)2 2+2e+2e- -=Fe+2OH=Fe+2OH- -, ,所以电极附近所以电极附近pHpH增大增大,C,C项错误项错误; ;电池充电时电池充电时, ,阳极阳极发生氧化反应发生氧化反应,Ni(OH),Ni(OH)2 2转化为转化为NiNi2 2O O3 3, ,反应方程式为反应方程式为2Ni(OH)2Ni(OH)2 2+ +2OH2OH- -2e-2e- -=Ni=Ni2 2O O3 3+3H+3H2 2O,DO,D项正确。项正确。【知识扫描【知识扫描】燃料电池的解题策略燃料电池的解题策略根据原电池总反应根据原电池总反应( (燃烧反应的方程式燃烧反应的方程式) )来书写电极反应式来书写电极反应式, ,失失去电子的一极为负极去电子的一极为负极, ,得到电子的一极为正极得到电子的一极为正极, ,书写时应遵循原书写时应遵循原子守恒、电子守恒及电荷守恒。还须特别注意电解质溶液参与子守恒、电子守恒及电荷守恒。还须特别注意电解质溶液参与电极反应电极反应, ,若电解质溶液为若电解质溶液为KOHKOH或或NaOHNaOH, ,则正极反应式为则正极反应式为O O2 2+2H+2H2 2O O+4e+4e- -=4OH=4OH- -; ;若电解质溶液为磷酸若电解质溶液为磷酸, ,则正极反应式为则正极反应式为O O2 2+4H+4H+ + +4e4e- -=2H=2H2 2O;O;若电解质为固体氧化物若电解质为固体氧化物, ,则正极反应式为则正极反应式为O O2 2+4e+4e- -=2O=2O2-2-。各电极反应式顺利写出以后。各电极反应式顺利写出以后, ,根据氧化还原反应原理根据氧化还原反应原理, ,即可判断出电极的极性即可判断出电极的极性, ,以及某电极是发生氧化反应还是还原以及某电极是发生氧化反应还是还原反应。反应。【知识备选【知识备选】二次电池的分析方法二次电池的分析方法(1)(1)可充电电池有充电和放电两个过程可充电电池有充电和放电两个过程, ,放电时是原电池放电时是原电池, ,充电充电时是电解池。时是电解池。(2)(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应放电时的负极反应和充电时的阴极反应, ,放电时的正极反应放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上可逆和充电时的阳极反应在形式上可逆, ,即将正即将正( (负负) )极反应改变方极反应改变方向即得阳向即得阳( (阴阴) )极反应。极反应。(3)(3)放电总反应和充电总反应在形式上互逆放电总反应和充电总反应在形式上互逆, ,但不是可逆反应。但不是可逆反应。考点四考点四 电解池的工作原理及应用电解池的工作原理及应用【例【例1 1】如图所示如图所示, ,将铁棒和石墨棒插入将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol1 L 1 molL L-1-1食盐水食盐水中。下列说法正确的是中。下列说法正确的是( () )A.A.若电键若电键K K与与N N连接连接, ,铁被保护不会腐蚀铁被保护不会腐蚀B.B.若电键若电键K K与与N N连接连接, ,正极反应式是正极反应式是4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.若电键若电键与与M M连接连接, ,将石墨棒换成铜棒将石墨棒换成铜棒, ,可实现铁棒上镀铜可实现铁棒上镀铜D.D.若电键若电键K K与与M M连接连接, ,当两极共产生当两极共产生28 L(28 L(标准状况标准状况) )气体时气体时, ,生成生成了了1 mol NaOH1 mol NaOH【解析【解析】选选D D。若电键。若电键K K与与N N连接连接, ,则形成原电池则形成原电池, ,铁作负极铁作负极, ,被腐被腐蚀蚀,A,A项不正确项不正确; ;若电键若电键与与N N连接连接, ,正极发生还原反应正极发生还原反应, ,反应式是反应式是2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -,B,B项不正确项不正确; ;若电键若电键与与M M连接连接, ,将石墨棒将石墨棒换成铜棒换成铜棒, ,则形成电解池则形成电解池, ,若要在铁棒上镀铜若要在铁棒上镀铜, ,电解质溶液不能电解质溶液不能用食盐水用食盐水, ,而应用硫酸铜溶液而应用硫酸铜溶液, ,故故C C项不正确项不正确; ;若电键若电键K K与与M M连接连接, ,为电解食盐水为电解食盐水, ,根据反应方程式根据反应方程式: :解得解得x=1,V=22.4 L,x=1,V=22.4 L,即即1 mol1 mol氯化钠全部被电解完氯化钠全部被电解完, ,产生产生1 mol1 mol氢氢氧化钠和氧化钠和22.4 L22.4 L的的H H2 2、ClCl2 2混合气体混合气体, ,而现在产生气体为而现在产生气体为28 L,28 L,表表明电解完氯化钠后继续电解水明电解完氯化钠后继续电解水, ,但生成氢氧化钠的量不变但生成氢氧化钠的量不变, ,即生即生成了成了1 mol NaOH,D1 mol NaOH,D项正确。项正确。【例【例2 2】如图所示装置中如图所示装置中,a,a、b b都是惰性电极都是惰性电极, ,通电一段时间通电一段时间后后,b,b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是( () )A.xA.x是正极是正极,y,y是负极是负极B.aB.a极产生氢气极产生氢气,b,b极生成极生成I I2 2C.aC.a极和极和PtPt电极都有气泡产生电极都有气泡产生D.UD.U形管中溶液的碱性增强形管中溶液的碱性增强【解析【解析】选选A A。淀粉遇碘变蓝。淀粉遇碘变蓝bb极生成极生成I I2 2, ,即确定即确定b b极发生反应极发生反应2I2I- -2e-2e- -=I=I2 2, ,则则b b极是阳极极是阳极,x,x是负极是负极,y,y是正极是正极,a,a极极H H+ +放电放电, ,发发生反应生反应2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,产生氢气产生氢气,U,U形管中总反应式为形管中总反应式为2KI+2KI+2H2H2 2O 2KOH+HO 2KOH+H2 2+I+I2 2, ,溶液的碱性增强溶液的碱性增强, ,故故A A错误错误,B,B、D D正确正确; ;石墨为阴极石墨为阴极, ,铂为阳极铂为阳极, ,电极反应分别是电极反应分别是CuCu2+2+2e+2e- -=Cu,4OH=Cu,4OH- - -4e4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2,C,C正确。正确。通电通电=【例【例3 3】如图所示如图所示, ,通电通电5 min5 min后后, ,第第极增重极增重2.16 g,2.16 g,同时在同时在A A池池中收集到标准状况下的气体中收集到标准状况下的气体224 mL224 mL, ,设设A A池中原混合液的体积为池中原混合液的体积为200 mL200 mL。(1)(1)电源电源F F为为极极; ;第第极为极为极极;B;B池为池为_池。池。(2)A(2)A池中第池中第极上的电极反应式为极上的电极反应式为; ;A A池中第池中第极上产生气体体积为极上产生气体体积为mLmL。( (标准状况下标准状况下) )(3)(3)通电前通电前A A池中原混合溶液池中原混合溶液CuCu2+2+的浓度为的浓度为。【解析【解析】(1)(1)第第极增重极增重2.16 g,2.16 g,应为应为AgAg+ +e+e- -=Ag,=Ag,阴极反应。阴极反应。则则阴极阴极; ;阳极阳极; ;阴极阴极; ;阳极。阳极。(2)(2)因为两池为串联电路关系因为两池为串联电路关系, ,电子转移守恒。电子转移守恒。2.16 g2.16 g银生成银生成, ,得到电子得到电子0.02 mol0.02 mol。A A池中池中, ,第第极极阳极阳极,4OH,4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O O+O+O2 2,失去电子失去电子0.02 mol,0.02 mol,生成生成O O2 2 0.005 mol0.005 mol。则在第。则在第极应产极应产生生0.005 mol H0.005 mol H2 2,2H,2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,得到电子得到电子0.01 mol,0.01 mol,同时有同时有CuCu2+2+2e+2e- -=Cu,=Cu,则原有则原有CuCu2+ 2+ 0.005 mol0.005 mol。物质的量浓度为。物质的量浓度为c(Cuc(Cu2+2+)=0.005 mol/0.2 L=0.025 mol)=0.005 mol/0.2 L=0.025 molL L-1-1。答案答案: :(1)(1)正阳电解正阳电解( (镀镀) )(2)4OH(2)4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2112112(3)0.025 mol(3)0.025 molL L-1-1【例【例4 4】下图所示装置中下图所示装置中, ,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%100 g 5.00%的的NaOHNaOH溶液、足量的溶液、足量的CuSOCuSO4 4溶液和溶液和100 g 10.00%100 g 10.00%的的K K2 2SOSO4 4溶液溶液, ,电极均为石墨电极。电极均为石墨电极。接通电源接通电源, ,经过一段时间后经过一段时间后, ,测得丙中测得丙中K K2 2SOSO4 4浓度为浓度为10.47%,10.47%,乙中乙中c c电极质量增加。据此回答问题电极质量增加。据此回答问题: :(1)(1)电源的电源的N N端为端为极。极。(2)(2)电极电极b b上发生的电极反应为上发生的电极反应为 。(3)(3)列式计算电极列式计算电极b b上生成的气体在标准状况下的体积上生成的气体在标准状况下的体积: : 。(4)(4)电极电极c c的质量变化是的质量变化是g g。(5)(5)电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化, ,简述其原因简述其原因: :甲溶液甲溶液 ; ;乙溶液乙溶液 ; ;丙溶液丙溶液 。【解析【解析】由题给信息由题给信息c c电极质量增加可知电极质量增加可知:c:c极上析出铜极上析出铜, ,故故c c为为阴极阴极,d,d为阳极为阳极,e,e为阴极为阴极,f,f为阳极。为阳极。(1)N(1)N为正极为正极,M,M为负极为负极,a,a为阴极为阴极,b,b为阳极。为阳极。(2)(2)甲烧杯中甲烧杯中b b极上发生反应为极上发生反应为4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2。(3)(3)电解电解K K2 2SOSO4 4溶液实际上是电解水溶液实际上是电解水, ,设电解水的质量为设电解水的质量为m m。则。则100 g100 g10.00%=(100 g-m)10.00%=(100 g-m)10.47%,10.47%,解得解得m4.5 g,m4.5 g,即即0.25 mol H0.25 mol H2 2O,O,每电解每电解2 mol H2 mol H2 2O O转移转移4 mol4 mol电子电子, ,故整个装置发故整个装置发生电极反应转移生电极反应转移0.5 mol0.5 mol电子电子, ,产生产生O O2 2的体积为的体积为V=nV=nV Vm m= =22.4 L22.4 Lmolmol-1-1=2.8 L=2.8 L。0.5 mol4(4)c(4)c极上析出铜的质量为极上析出铜的质量为 64 g64 gmolmol-1-1=16 g=16 g。(5)(5)电解电解NaOHNaOH溶液实质是电解水溶液实质是电解水,c(OH,c(OH- -) )增大增大, ,碱性增强碱性增强; ;电解电解CuSOCuSO4 4溶液总反应式为溶液总反应式为2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O 2Cu+2HO 2Cu+2H2 2SOSO4 4+O+O2 2,生成生成H H2 2SOSO4 4酸性增强酸性增强; ;丙中丙中K K2 2SOSO4 4为中性溶液为中性溶液, ,电解水后溶液仍呈中性电解水后溶液仍呈中性, ,即溶液酸碱性无变化。即溶液酸碱性无变化。0.5 mol2 电解电解=答案答案: :(1)(1)正正(2)4OH(2)4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2(3)(3)水减少的质量水减少的质量:100 g:100 g( )4.5 g( )4.5 g生成生成O O2 2体积体积: : 22.4 L22.4 Lmolmol-1-1=2.8 L=2.8 L(4)16(4)16(5)(5)碱性增强碱性增强, ,因为电解后因为电解后, ,水量减少水量减少, ,溶液中溶液中NaOHNaOH浓度增大浓度增大酸性增强酸性增强, ,因为阳极上因为阳极上OHOH- -失电子生成失电子生成O O2 2, ,溶液中溶液中H H+ +浓度增加酸浓度增加酸碱性没有变化碱性没有变化, ,因为因为K K2 2SOSO4 4是强酸强碱盐是强酸强碱盐, ,浓度增加不影响溶液的浓度增加不影响溶液的酸碱性酸碱性10.00%110.47%-14.5 g118 g mol2-【知识扫描【知识扫描】电解池电极产物的判断及电极反应式的书写电解池电极产物的判断及电极反应式的书写【知识备选【知识备选】电解后电解质溶液的酸碱性变化及复原电解后电解质溶液的酸碱性变化及复原(1)(1)电解后电解质溶液的酸碱性变化。电解后电解质溶液的酸碱性变化。有氢有氧增原性有氢有氧增原性( (原来的酸碱性原来的酸碱性),),有氢无氧增碱性有氢无氧增碱性, ,有氧无氢增酸性。有氧无氢增酸性。如果只产生氢气而没有氧气如果只产生氢气而没有氧气, ,则则pHpH变大变大; ;如果只产生氧气而没有氢气如果只产生氧气而没有氢气, ,则则pHpH变小变小; ;如果既产生氢气又产生氧气如果既产生氢气又产生氧气: :若原溶液呈酸性若原溶液呈酸性,pH,pH减小减小; ;若原溶液呈碱性若原溶液呈碱性,pH,pH增大增大; ;若原溶液呈中性若原溶液呈中性,pH,pH不变。不变。(2)(2)电解后电解质溶液的复原。电解后电解质溶液的复原。电解电解质溶液一段时间后电解电解质溶液一段时间后, ,使电解质溶液复原使电解质溶液复原, ,要看电解过程要看电解过程中溶液中减少了什么中溶液中减少了什么, ,减少什么补什么。减少什么补什么。考点五考点五 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护【例【例1 1】下列各情况下下列各情况下, ,其中铁块腐蚀由快到慢的顺序是其中铁块腐蚀由快到慢的顺序是( () )A.A.B.B.C.C. D. D.【解析【解析】选选D D。中铁作电解池的阳极中铁作电解池的阳极, ,腐蚀速率最快腐蚀速率最快; ;中铁中铁作原电池的负极作原电池的负极, ,腐蚀速率较快腐蚀速率较快; ;中铁作原电池的正极中铁作原电池的正极, ,中中铁作电解池的阴极铁作电解池的阴极, ,受到保护。因此受到保护。因此, ,铁块腐蚀速率由快到慢的铁块腐蚀速率由快到慢的顺序是顺序是。【例【例2 2】下列关于金属的防护方法中说法不正确的是下列关于金属的防护方法中说法不正确的是( () )A.A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷, ,搪瓷层破损后不能起到搪瓷层破损后不能起到防止铁生锈的作用防止铁生锈的作用B.B.给铁件通入直流电给铁件通入直流电, ,把铁件与电池负极相连接把铁件与电池负极相连接C.C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块轮船在船壳水线以下常装有一些锌块, ,这是利用了牺牲阳极这是利用了牺牲阳极的阴极保护法的阴极保护法D.D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青, ,这是钢铁的电化这是钢铁的电化学保护法学保护法【解析【解析】选选D D。A A项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中, ,搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护;B;B项中利用的是外项中利用的是外加电流的阴极保护法加电流的阴极保护法, ,从而保护铁件不被腐蚀从而保护铁件不被腐蚀;C;C项是牺牲阳极项是牺牲阳极的阴极保护法的阴极保护法;D;D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。【例【例3 3】如图所示如图所示, ,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中, ,再加入含有适量酚酞和再加入含有适量酚酞和NaClNaCl的琼脂热溶液的琼脂热溶液, ,冷却后形成琼胶冷却后形成琼胶( (离离子在琼胶内可以移动子在琼胶内可以移动),),下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.aA.a中铁钉附近呈现红色中铁钉附近呈现红色B.bB.b中铁钉上发生还原反应中铁钉上发生还原反应C.aC.a中铜丝上发生氧化反应中铜丝上发生氧化反应D.bD.b中铝条附近有气泡产生中铝条附近有气泡产生【解析【解析】选选B B。铁铜组成原电池铁作负极。铁铜组成原电池铁作负极, ,铁铝组成原电池铁作铁铝组成原电池铁作正极正极,a,a中铁被氧化中铁被氧化, ,正极铜丝周围氧气得电子发生还原反应正极铜丝周围氧气得电子发生还原反应, ,生生成氢氧根离子使酚酞变红成氢氧根离子使酚酞变红,b,b中铁钉上氧气得电子发生还原反应中铁钉上氧气得电子发生还原反应, ,生成氢氧根离子使酚酞变红生成氢氧根离子使酚酞变红, ,铝条失电子变为铝离子铝条失电子变为铝离子, ,无气泡产无气泡产生。生。【知识扫描【知识扫描】金属腐蚀的快慢及判断方法金属腐蚀的快慢及判断方法(1)(1)首先看是否有防护措施。首先看是否有防护措施。判断金属腐蚀的快慢首先观察金属是否有防护措施判断金属腐蚀的快慢首先观察金属是否有防护措施, ,将有防护将有防护措施的措施的( (作阴极、作正极和外加涂层的作阴极、作正极和外加涂层的) )和没有防护措施的和没有防护措施的( (作作阳极、作负极、没有涂层保护的化学腐蚀阳极、作负极、没有涂层保护的化学腐蚀) )金属分为两组进行金属分为两组进行判断判断, ,有防护措施的金属腐蚀得较慢有防护措施的金属腐蚀得较慢, ,没有防护措施的金属腐蚀没有防护措施的金属腐蚀得较快。得较快。(2)(2)如果同一种金属处于不同的环境中。如果同一种金属处于不同的环境中。腐蚀的快慢顺序如下腐蚀的快慢顺序如下: :在强电解质溶液中在强电解质溶液中 在弱电解质溶液中在弱电解质溶液中 在非电解质溶液中。在非电解质溶液中。(3)(3)电化学腐蚀。电化学腐蚀。活泼性差别的大小对金属腐蚀的影响活泼性差别的大小对金属腐蚀的影响: :纯金属不如不纯金属腐纯金属不如不纯金属腐蚀得快蚀得快, ,不纯的金属活泼性差别越大不纯的金属活泼性差别越大, ,活泼性强的金属腐蚀得越活泼性强的金属腐蚀得越快。快。(4)(4)在不同的条件下在不同的条件下, ,金属腐蚀的快慢规律。金属腐蚀的快慢规律。电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀( (金属作阳极金属作阳极)原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀( (金金属作负极属作负极)化学腐蚀化学腐蚀 一般防腐保护一般防腐保护 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法( (金属作正极金属作正极)外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法( (金属作阴极金属作阴极) )。
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