“步步高”高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題6 實(shí)驗(yàn)探究：電化學(xué)原理在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用課件 （蘇教 浙江專用）

電化學(xué)原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用亦不可低估。如改變反應(yīng)速率、制備通常方法難以制備的物質(zhì)等很多方面，現(xiàn)分別列舉如下：應(yīng)用一加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。如實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，就能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。實(shí)驗(yàn)探究電化學(xué)原理在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用應(yīng)用二比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱 兩種金屬分別做原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。

應(yīng)用三制備通常方法難以制備的物質(zhì) 電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，可以制備F2等氧化性很強(qiáng)的物質(zhì)，也可以制備Na、Mg、Al等還原性很強(qiáng)的物質(zhì)等。

應(yīng)用四利用有關(guān)量的關(guān)系進(jìn)行某些測(cè)量或測(cè)定 可以利用電子與物質(zhì)間的關(guān)系測(cè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)等。【實(shí)驗(yàn)探究1】用惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽極上同時(shí)產(chǎn)生bLO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則可知M的原子量為 （ ）

解析本題意在考查學(xué)生對(duì)電解原理的理解，并以 電解原理為素材，考查學(xué)生思維的敏捷性。 由題干可知，在用惰性電極電解硝酸鹽溶液時(shí)，兩 極發(fā)生的反應(yīng)是：陽極：4OH--4e-2H2O+O2↑ 陰極：Mx++xe- M已知陽極上有bL氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）生成，其物質(zhì)的量為mol，從陽極反應(yīng)來看,應(yīng)有mol電子轉(zhuǎn)移，因?yàn)樵陉帢O上也應(yīng)有同樣物質(zhì)的量的電子轉(zhuǎn)移，設(shè)

Ar（M）為M的相對(duì)原子質(zhì)量，則

答案

C【實(shí)驗(yàn)探究2】氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的 工藝流程如下：（1）精制過程中反應(yīng)的離子方程式為

。（2）電解過程的總反應(yīng)方程式為

。（3）電解槽陽極產(chǎn)物可用于（至少寫出兩種用途）。（4）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度數(shù)據(jù)如下表：溫度/℃203040506070809010NaOH/g109118129146177300313318337NaCl/g3636.336.63737.337.838.43939.8根據(jù)上述數(shù)據(jù)，脫鹽的主要工序應(yīng)為

、

。脫鹽后的堿液含NaOH約50%，含NaCl僅約2%，NaCl能夠從溶液中大量析出的原因是

。答案（1）Ba2++SOBaSO4↓，Mg2++2OH-Mg（OH）2↓，Ca2++COCaCO3↓，Ba2++COBaCO3↓（2）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑（3）制漂白粉、生產(chǎn)鹽酸、自來水消毒、制高純硅、合成塑料等（任選兩種）（4）蒸發(fā)濃縮過濾蒸發(fā)過程中溶劑（水）大量減少，Na+濃度顯著增大促進(jìn)NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動(dòng)（或：Na+濃度顯著增大抑制了NaCl的溶解）電解【實(shí)驗(yàn)探究3】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 方案Ⅰ:有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時(shí)放入稀硫酸（或稀鹽酸）中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為

。 方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們的活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：

；負(fù)極反應(yīng)式：

。方案Ⅲ.結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案（與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）：

，用離子方程式表示其反應(yīng)原理：

。

解析

比較或驗(yàn)證金屬活動(dòng)性方案有很多，可以利用金屬與酸反應(yīng)的難易來判斷或驗(yàn)證；也可以利用原電池原理，負(fù)極是較活潑的金屬；也可以利用金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)來完成。

答案

方案Ⅰ:Fe+2H+ Fe2++H2↑ 方案Ⅱ:

2H++2e-H2↑Fe-2e-Fe2+方案Ⅲ:把鐵鐵片插入CuSO4溶液中，一段段時(shí)間后，觀觀察鐵片表面面是否生成紅紅色物質(zhì)Fe+Cu2+Cu+Fe2+【實(shí)驗(yàn)探究 鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：

； 銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：

。（2）若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47g，試計(jì)算：①產(chǎn)生氫氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）； ②若已知電子電荷為1.60×10-19C，通過導(dǎo)線的電量為3.85×104C，試計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)NA。解析（1）鋅片與與銀片和稀硫硫酸構(gòu)成原電電池,鋅片為為負(fù)極，發(fā)生氧氧化反應(yīng)：Zn-2e-Zn2+;銀片為正極極,發(fā)生還原反應(yīng)應(yīng)：2H++2e-H2。（2）①鋅片片與銀片減少少的質(zhì)量等于于生成氫氣所所消耗的鋅的的質(zhì)量量，設(shè)設(shè)產(chǎn)生生的氫氫氣體體積為為x。Zn+2H+Zn2++H2↑65g22.4L60g-47g=13gxx=13g×22.4L÷÷65g=4.48L②反應(yīng)應(yīng)消耗耗的鋅鋅為:13g÷65g/mol=0.20mol1molZn變變?yōu)閆n2+時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移2mole-，則通通過的的電量量可表示為為：0.20mol××2××NA×1.60×10-19C=3