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文檔簡介
1、魯科版高中化學選修四 化學反應原理學案第一章 化學反應中的能量轉化第1節 化學反應的熱效應【學習目標】1、理解反應熱和焓的含義。2、理解測量反應熱的實驗原理。3、掌握熱化學方程式的書寫和焓變的計算【教學策略】授課時數:1課時教學重點:反應熱、焓變、熱化學方程式。教學難點:熱化學方程式的書寫和焓變的計算。【知識梳理】 1、反應熱:概念: 符號: 2、理論計算反應的反應熱:化學反應的實質:舊鍵 和新鍵 ,前者 熱量,后者 熱量。故一個反應是吸熱反應還是放熱反應,就取決于斷鍵吸收的熱量多,還是形成新鍵放出的熱量多。需要用這些鍵的鍵能計算,以H2與Cl2反應生成HCl為例分析。分析:已知HH、ClCl
2、、HCl鍵的鍵能分別為436kJ/mol、243kJ/mol、431kJ/mol,反應方程式為:H2Cl22HCl。由反應知每1molH2、1molCl2反應生成2molHCl。1molH2、1molCl2的化學鍵斷裂時吸收的總能量為:Q吸1mol436kJ/mol1mol243kJ/mol679kJ。生成2molHCl放出的熱量為:Q放2mol431kJ/mol862kJ。可知,放出的熱量大于吸收的熱量。該反應為放熱反應,共放出熱量:862kJ679kJ183kJ。 3、測反應的反應熱:用量熱計進行測定,如下圖為簡易量熱計示意圖,測定方法是:反應物溶液加入量熱計內筒并迅速混合、攪拌,測量反應
3、前后溶液溫度的變化值,利用公式:Qc(T2T1)計算,式中c為體系的熱容。 熱容:當物質吸收熱量使溫度每升高1K 所吸收的熱量稱為該物質的熱容,用符號c表示,單位是JK-1。單位質量的物質的熱容稱為比熱容,簡稱比熱,單位是JK-1g-1。常溫下,液態水的比熱為4.18JK-1g-1,該數據可代入上式用于計算。 實驗探究:測定中和反應的反應熱:(1)量熱計內筒中加入100mL、1.0mol/L的鹽酸,記錄初始溫度T1。(2)取100mL、1.1mol/L的NaOH 溶液,溫度與T1相同(NaOH 的濃度稍大些,是為了保證酸完全反應)。(3)堿溶液迅速倒入量熱計的內筒中,勻速攪拌,記錄體系達到的最
4、高溫度T2。(4)計算反應熱:Qc(T2T1)。此處,可假設溶液的比熱等于水的比熱,用同樣方法分別測定KOH溶液與鹽酸、NaOH溶液與硝酸反應的反應熱。發現這三個反應的反應熱相同。因為三者都是強酸與強堿的反應。反應實質都為: HOHH2O,故反應熱相同。 二、化學反應的焓變:1、焓與焓變(1)焓: (2)焓變: 符號及單位 解釋數學表達式為QPH(QP表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱)成立條件: QPH(生成物)H(反應物)=H可見,焓變H能表示反應熱,用H表示反應的吸熱或放熱。H0,反應產物的焓 反應物的焓,反應 熱量,為 反應。H0,反應產物的焓 反應物的焓,反應 熱量,為 反應。H
5、、Q都可以表示吸熱反應、放熱反應,二者表示角度不同,結果一致。2、熱化學方程式:(1)概念: 含義: (2)熱化學方程式的書寫要注明反應的溫度和壓強,若反應是在298K和1.013105Pa條件下進行,可不予注明。要注明反應物和生成物的聚集狀態或晶型。常用s、l、g分別表示固體、液體、氣體。H與方程式計量系數有關,注意方程式中的化學計量系數與對應H不要弄錯,計量系數以“mol”為單位,可以是小數或分數。若反應逆向進行,H改變符號,絕對值不變。在所寫化學反應計量方程式后寫下H的數值和單位,方程式與H應用分號隔開。當H為“”或H0時,為放熱反應,當H為“”或H0時,為吸熱反應。 三、反應焓變的計算
6、。1、蓋斯定律: 2、計算化學反應的焓變蓋斯定律表明反應的熱效應與途徑無關,可以利用該定律分析熱效應。如:H2(g)O2(g)H2O(l);H=285.5kJ/mol該反應可看成如下過程: 反應分步進行的熱效應如下:1、H2(g)2H(g);H1431.8kJ/mol2、O2(g)O(g);H2244.3kJ/mol3、2H(g)O(g)H2O(g);H3917.9kJ/mol4、H2O(g)H2O(l);H444.0kJ/mol這4個反應合并出總反應為:H2(g)O2(g)H2O(l);H431.8kJ/mol(244.3kJ/mol)(917.9kJ/mol)(44.0kJ/mol)285
7、.8kJ/mol上述過程驗證了蓋斯定律,同時運用蓋斯定律,可任意計算一個反應的反應熱。【典例解析】例1、下列說法正確的是( )A、需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應。B、任何放熱反應在常溫條件下一定能發生反應。C、反應物和生成物所具有的總能量決定了反應是放熱還是吸熱。D、吸熱反應在一定條件下(如高溫、加熱等)也能發生反應。解析:本題考查學生對吸熱反應和放熱反應的基本概念的掌握情況。認為需加熱的反應一定是吸熱反應是錯誤的,事實上,若反應需持續不斷地加熱,則反應一定是吸熱,如CCO22CO是吸熱反應。反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應。化學反應的能量變化主要表現為放熱或吸熱,
8、反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發生。答案:CD 。 例2、 試利用298K時,下述反應焓變的實驗數據,計算在此溫度下C(S,石墨)O2(g)CO(g)的反應焓變。C(S,石墨)O2(g)CO2(g);H1393.5kJ/molCO(g)O2(g)CO2(g);H2283.0kJ/mol解:把題中的兩個反應相減:C(S,石墨)O2(g)CO2(g);H1393.5kJ/molCO(g)O2(g)CO2(g);H2283.0kJ/mol總反應為:C(S,石墨)O2(g)CO(g);H3 由蓋斯定律知,總反應H3H1H2393.
9、5kJ/mol(283.0kJ/mol)110.5kJ/mol答:298K時,C(S,石墨)O2(g)CO(g)的反應焓變為110.5kJ/mol蓋斯定律是指分步反應與總反應的關系,上述例題中要體現出反應總和,可把第二個反應改寫為:CO2(g)CO(g)O2(g);HH2283.0kJ/mol。這種改寫在題目中經常用到,反應改為逆反應,則焓變的符號也正好相反,但絕對值不能發生變化。結論:若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到,則該反應的焓變為這幾個化學反應焓變的代數和。例3、下列熱化學方程式書寫正確的是()A、2SO2O2SO3;H196.6kJ/mol-1 B、H2(g)O2(g
10、)H2O(1);H241.8kJmol-1 C、H2(g) O2(g)H2O(g);H 285.8kJmol-1 D、2H2(g)O2(g)2H2O(1);H571.6kJmol-1 E、C(s)O2(g)CO2(g);H393.5kJmol -1 解析:要明確熱化學方程式的書寫規則,物質的狀態變化伴隨著熱效應,H2和O2反應生成氣態水比生成液態水放出的熱量少。書寫熱化學方程式必須注意以下幾點: 要注明反應熱與生成物各物質的狀態,A錯; 吸熱反應H0,體系能量升高;放熱反應,H0,生成物的總量小于反應物的總能量,E錯。氫氣和氧氣反應生成氣態水比生成液態水放出的熱量少,因為有部分熱量用于水的氣化
11、,所以B、C都錯。答案:D。 【隨堂演練】1、反應C(石墨) C(金剛石)是吸熱反應,由此可知( )A、石墨比金剛石穩定。 B、石墨比金剛石不穩定。C、石墨和金剛石可以相互轉化。 D、石墨和金剛石不可以相互轉化。2、今有如下三個熱化學方程式:H2(g)O2(g)H2O(g);HakJ/molH2(g)O2(g)H2O(1);HbkJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(1);HckJ/mol關于它們的下列表述正確的是( )A、它們都是吸熱反應。B、a,b和c均為正值。C、ab D、2bc3、已知反應XYMN為放熱反應,該反應的下列說法正確的是( )A、X的能量一定高于M。B、Y的能量一定高于
12、N。C、X和Y的總能量一定高于M和N的總能量。D、因該反應為放熱反應,所以一定不必加熱就可以發生。4、已知在25,101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態水時放出48.40kJ熱量,表示上述反應的熱化學方程式正確的是( )A、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(g)H48.40kJmol-1B、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H5518kJmol-1C、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H5518kJmol-1 D、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H48.40kJmol-1 5、在同溫同壓下,下列
13、各組熱化學方程式中,ab(a0,0)的是()A、S(s)O2(g)SO2(g);HakJ/molS(g)O2(g)SO2(g);Hb kJ/molB、2H2(g)O2(g)2H2O(1);HakJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(g);HbkJ/molC、H2(g)Cl2(g) 2HCl(g);HakJ/molH2(g)Cl2(g)HCl(g);HbkJ/molD、C(s)O2(g)CO2(g);HakJ/molC(s)O2(g)CO(g);H bkJ/mol6、已知方程式 2H2(g)O2(g)2H2O(1);H1571.6kJmol-1,則關于方程式2H2O(1)2H2(g)O2(g
14、);H2?的說法中正確的是( )A、方程式中化學計量數表示分子數。B、該反應H2大于零。C、該反應H2571.6kJmol-1。D、該反應可表示36g水分解時的熱效應。【能力提升】7、甲烷是一種高效清潔的新能源,0.25molCH4完全燃燒生成液態水時放出222.5kJ熱量,則下列方程式正確的是( )A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(1)H890kJmol-1 B、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(1)H890kJmol-1 C、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(1)H890kJmol-1 D、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H89
15、0kJmol-1 8、已知:2H2(g)O2(g)2H2O(1)H571.6kJmol-1 CO(g)O2(g)CO2(g)H282.8kJmol-1 現有CO、H2和CO2組成的混合氣體67.2L(標準狀況)經完全燃燒后放出的總熱量為710.0kJ。并生成18g液態水。則燃燒前混合氣體中CO的體積分數為( )A、80%B、50%C、60%D、20%9、下列各組熱化學方程式中,化學反應的H前者大于后者的是( )C(s)O2(g)=CO2(g);H1 C(s)O2(g)=CO(g);H2S(s)O2(g)=SO2(g);H3 S(g)O2(g)=SO2(g);H4H2(g)O2(g)=H2O(l
16、);H5 2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g);H7 CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s);H8A B C D10、我國發射的“神舟五號”載人飛船的燃料是鋁粉與高氯酸銨的混合物。點燃時,鋁粉氧化放熱引發高氯酸銨反應2NH4ClO4=N2+4H2O+Cl2+O2;H4H+ 264g4mol 0.064g xx=0.002molH+= =410-3mol/L正確答案為A例2、有三個燒杯,分別盛有氯化銅,氯化鉀和硝酸銀三種溶液;均以Pt作電極,將它們串聯在一起電解一定時間,測得電極增重總和2.8克,這時產生的有色氣體與無色氣體的物質的量之比
17、為A、4:1 B、1:1 C、4:3 D、3:4解析:串聯電路中,相同時間內各電極得或失的電子的物質的量相同,各電極上放出氣體的物質的量之比為定值。不必注意電極增重是多少。只要判斷出生成何種氣體及生成該氣體一定物質的量所得失電子的物質的量,就可以通過電子守恒,判斷氣體體積之比,第一個燒杯中放出 ,第二燒杯中放出Cl2和H2,第三燒杯中放出O2。在有1mol電子轉移下,分別是0.5 mol,0.5 mol,0.5 mol和0.25mol。所以共放出有色氣體0.5+0.5=1(mol)(Cl2),無色氣體0.5+0.25=0.75(mol)(O2和H2)答案:C例3、圖中X、Y分別是直流電源的兩極
18、,通電后發現 a 極板質量增加,b 極板處有無色無臭的氣體放出,符合這一情況的是 a 極板b 極板X 極Z 溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨正極CuCl2 解析:a極質量增加的原因是:電解池的陰極板a上發生還原反應即陽極離子(本題中的Cu2+、Ag+)得到電子后析出金屬。陰極a連接電源負極X。在陽極板b處有無色、無臭氣體放出的A與B;C中陽極材料鐵為活潑電極(鉑、金、石墨除外的金屬),電極反應失去電子。答案:A例4、甲、乙兩個容器中,分別加入0.1mol/LNaCl溶液與0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt為電極進行電解時,在A、B、C、D各電極
19、上生成物的物質的量之比為:_解析:此裝置相當于兩個電解槽串聯到一起,在整個電路中電子轉移總數相等.首先判斷各極是陽極還是陰極,即電極名稱,再分析各極發生的反應.A極(陰極)反應:2H+2e-=H2,B極(陽極)反應:2Cl-2e-=Cl2;C極(陰極)反應:Ag+ e- =Ag;D極(陽極)反應:4OH-4e-=2H2O+O2,根據電子守恒法可知,若整個電路中有4mol電子轉移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物質的量分別為:2mol、2mol、4mol、1mol因此各電極上生成物的物質的量之比為:2:2:4:1。【隨堂演練】 1、將分別盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三個電解槽串聯,
20、在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為( )A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:22、電解4.55%的氫氧化鈉溶液1000g,一段時間后,溶液濃度為5%,則陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是:A、112L B、56L C、28L D、168L3、電解2L4mol/L的NaCl溶液,當電路中通過0.02mol電子時,若不考慮由于電解而引起的溶液體積的變化,則溶液的pH值為:A、2 B、7 C、11 D、124、Na2SO4和CuSO4的混合溶液1L,硫酸根離子的濃度為2mol/L,用石墨作電極電解此溶液,當通電一段時間后,兩極均收集到22.4L(標準狀
21、況)氣體,則原溶液中Na+為:A、0.5mol/L B、1mol/L C、1.5mol/L D、2mol/L5、用惰性電極電解某金屬的硫酸鹽溶液時,在陰極上析出ag金屬,同時在陽極上析出0.8g氣體,如果該金屬的原子量為b,則其化合價為:A、abB、 C、20a/b D、b/10a6、用鉑作電極電解一定濃度的下列物質的水溶液,電解結束后,向剩余電解液中加適量的水,能使溶液和電解前相同的是:A、AgNO3 B、H2SO4 C、NaOH D、NaCl7、用兩支惰性電極插入500mL AgNO3溶液中通電電解,當電解液的pH由6.0變為3.0時(設電解時陰極沒有氫氣析出),且電解液在電解前后體積變化
22、可以忽略)電極上應析出銀的質量是A、27mg B、108mg C、54mg D、216mg8、將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進行電解,通電一定時間后,某一電極增重0.064g(設電解時該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積變化)。此時溶液中氫離子濃度約為 A、410-3molL-1 B、210-3 molL-1C、110-3 molL-1 D、110-7 molL-19、用石墨作電極,電解1molL-1下列物質的溶液,溶液的pH值保持不變的是 A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl【能力提升】10、將質量分數為0.052(5.2%)的NaOH溶液1L(密度為1.
23、06g/mL)用鉑電極電解,當溶液中的NaOH的質量分數改變了0.010(1.0%)時停止電解,則此時溶液中應符合的關系是 NaOH的質量分數陽極析出物的質量(g)陰極析出物的質量(g)A0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4D4.2%9.41.211、下列關于銅電極的敘述正確的是 A、銅鋅原電池中銅是正極B、用電解法精煉粗銅時銅作陽極C、在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D、電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極12、用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當陰汲上增重 a g 時,在陽極上同時產生b L氧氣(標準狀況):從而可知M的相對
24、原子質量為A.22.4ax/bB11.2ax/bC.5.6ax/b D.2.5ax/b13、A、B、C是三種金屬,根據下列、兩個實驗,確定它們的還原性強弱順序為 將A與B浸在稀硫酸中用導線相連,A上有氣泡逸出,B逐漸溶解電解物質的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)A、ABC B、BCAC、CAB D、BAC14、若某池(電解池或原電池)的總反應離子反應式是Cu2H+=Cu2+H2,關于此電池的有關說法正確的是 A、該池可能是原電池,也可能是電解池B、該池只能是原電池,且電解質溶液為硝酸C、該池只能是電解池,且金屬銅為該電解池的陽極D、該池只能是電解池,電解質溶液可以是硝
25、酸15、在外界提供相同電量的條件,Cu2+或Ag+分別按Cu2+2eCu或Ag+eAg在電極上放電,基析出銅的質量為1.92g,則析出銀的質量為 A1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g16、下列關于實驗現象的描述不正確的是 A、把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現氣泡B、用銅板做電極電解硫酸銅溶液,陰極銅板質量增加C、把銅片插入三氯化鐵溶液中,在銅片表面出現一層鐵D、把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率會快。17、在原電池和電解池的電極上所發生的反應,同屬氧化反應或同屬還原反應的是 A原電池的正極和電解池的陽極所發生的反應 B原電池的
26、正極和電解池的陰極所發生的反應 C原電池的負極和電解池的陽極所發生的反應 D原電池的負極和電解池的陰極所發生的反應18、用惰性電極實現電解,下列說法正確的是 A 電解稀硫酸溶液,實質上是電解水,故溶液p H不變B 電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH,故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:2D 電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1:119、如下圖所示的裝置,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后,向乙中滴入酚酞試液,在F極附近顯紅色。試回答下列問題:(1)A是外加電源的 極,B是 極。(2)甲是什么裝置?寫出電極反應式和電解反應的
27、總反應方程式。(3)如果收集乙裝置中產生的氣體,則陰極和陽極產生的氣體在相同狀態下體積比為: 。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀,銅件是 (填G或H)極,電鍍液是 溶液。(5)裝置丁是什么裝置,可以觀察到什么現象,可以說明什么原因問題?參考答案(第二節第一課時)1、D 2、B 3、D 4、D 5、D 6、B、C 7、C 8、A 9、C 10、B 11、AC 12、A 13 D 14、CD 15、B 16、C 17、BC 18、D 19、(1)A為正極 B為負極 (2)電解池 2CuSO4 + 2H2O =2Cu + O2 + 2H2SO4 (3)1:1 (4)H;AgNO3 (5)電泳;Y極附近顏色變
28、深;X附近顏色變淺,說明氫氧化鐵膠體帶正電荷第二課時 電解的應用二、電解原理的應用1、電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣 【實驗】在U形管里裝入飽和食鹽水,滴入幾滴酚酞試液,用一根碳棒作陽極,一根鐵棒作陰極(如圖)。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。接通直流電源后,注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化。現象:電極反應:陽極: 陰極:電解食鹽水的總反應為:工業上利用這一反應原理,制取NaOH、Cl2和H2。注意 在上面的電解飽和食鹽水的實驗中,電解產物之間能夠發生化學反應,如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO,H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中,為避免這幾種產物混合,需要使反應在
29、特殊的電解槽中進行。2、銅的電解精煉: 如右圖為電解法精煉銅的裝置,其中陽極為 ,陰極為 ,電解質溶液為 溶液,粗銅中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量雜質金屬。陽極發生的主要反應為: 。(雜質Fe、Zn、Ni也發生電極反應:FeFe22e。ZnZn22e,NiNi22e。由于Pt、Ag、Au的金屬性比Cu弱且量又少,這三種金屬不反應,以單質的形式沉積在底部,得到陽極泥)。陰極的反應為 。(由于Fe2、Zn2、Ni2得電子能力比 Cu2弱且量又少,故Fe2、Zn2、Ni2不反應,以離子的形式留在溶液中,經過上述反應,粗銅中的雜質被除去,變成了精銅,能滿足作為導線的要求,這就是銅的精煉)
30、。3、電鍍【活動探究】根據電解原理和銅的精煉的操作,利用如下材料:鐵制品、銅片、CuSO4溶液、導線、直流電源,試設計一個實驗,在鐵釘表面鍍上一層銅。思路:銅的精煉中,粗銅為陽極,Cu失電子變成以Cu2,溶液中的Cu2在陰極得電子,生成Cu單質,即在陰極上析出了銅。故要在鐵制品表面鍍銅,可讓 做陽極, 為陰極, 溶液為電解質溶液,設計成如下圖所示的裝置。現象:電極反應:陽極: 陰極:該過程就是電鍍。(1)電鍍:。(2)構成要素:電極:電鍍溶液:【典例解析】例1、如下圖裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后,a極附近溶液呈紅色。(1)試分析電源的正負極、CuSO4溶液的pH變化及CuSO4溶
31、液中各離子濃度的變化情況。 (2)其中B裝置為何要用U形管?(3)若電源輸出電子0.5mol,求A中析出銅多少克,B中產生氣體多少升。解析:此題是典型的電解裝置,根據現象不難推斷,a、b為惰性電極,a附近溶液紅色,即a附近溶液堿性,析出H2,發生還原反應,是陰極,故電源X是負極,Y是正極。在A裝置中,鉑極是陰極,銅極是陽極,陽極是Cu,活性電極本身放電,陰極是Cu2放電,即陽極:Cu2eCu2(氧化反應),陰極:Cu22eCu(還原反應),故A裝置是典型的電鍍裝置,pH無變化,各離子濃度也無變化。B用U形管是為了讓H2和Cl2分開,防止爆炸,電解方程式:2NaCl2H2O根據電子守恒,故在A裝
32、置中轉移電子數也為0.5mol,故析出Cu為0.25mol,質量為:0.25mol64g/mol=16g ,在B中轉移電子數也為0.5mol, 產生氣體為:L/mol=11.2L答案:(1)X是負極, Y是正極。pH無變化,各離子濃度也無變化。(2)防止H2、Cl2接觸爆炸。(3)16g、11.2L。例2、請用下圖所示儀器裝置設計一個包括:電解飽和食鹽水并測定電解時產生的氫氣的體積和檢驗氯氣的氧化性的實驗裝置。(1)所選儀器連接時,各接口的順序是(填各接口的代號字母):A接、接;B 接、接 。(2)實驗時,裝置中的石墨電極接電源的極,所發生的反應為;鐵電極接電源的極,所發生的反應為;此電解總反
33、應方程式為。(3)實驗測得產生的氫氣體積(已折算成標準狀況)為5.60mL,電解后溶液的體積恰好為50.0mL,則溶液的pH 值為。解析:本題考查按實驗要求設計組裝合理實驗裝置的能力,并根據制得的H2的體積,計算電解后溶液的pH值。根據電解飽和食鹽水陽極所發生的反應式:2Cl2eCl2,為防止電極被腐蝕,實驗中一般選用石墨作陽極。陰極發生的是水電離出的H離子被還原,2H2eH2,從而破壞水的電離平衡,在陰極區域里形成氫氧化鈉,顯堿性,陰極通常使用鐵電極。電解的總是反應方程式為:2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。原題U型管反應器中的兩個電極未限定哪個是陽極或陰極,可任意選用。而反應器兩邊連
34、接哪些儀器及其連接順序,取決于A、B為哪種電極以及電極產物和實驗要求。設A上電極為鐵質陰極、B上電極為石墨陽極,則反應器兩邊所選用的各儀器接口連接順序為:A接貯氣瓶的G端,把水擠入量筒,用量筒測量出的水量,以測定產生的H2體積。B接洗氣瓶的D端,生成的Cl2氧化洗氣瓶里的淀粉KI溶液,以證明其氧化性,多余的Cl2通入燒杯里的C導管,借助氫氧化鈉吸收Cl2,防止污染大氣。已知電解產生H25.6mL,相當于2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl22mol1mol x0.00025molx20.00025mol0.0005molc(OH)pOH=2pH14212。答案:(1)A接G、F接H;B接D、
35、E接C。(2)正極,2Cl2eCl2;負極,2H 2eH2;2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)pH=12. 【隨堂演練】1、用鉑作電極電解一定濃度下的下列物質水溶液,電解結束后,向剩余電解質溶液中加入適量水。能使溶液和電解前相同的是( ) A、AgNO3B、H2SO4C、NaOHD、NaCl2、用石墨作作電極,電解1molL1下列物質的溶液,溶液的pH保持不變()A、HClB、NaOHC、Na2SO4D、NaCl3、將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯 , 在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為( ) A、123B、321C、631D、6324、
36、用惰性電極解下列溶液,一段時間后,再加入一定質量的另一種物質(中括號內),溶液能與原來溶液完全一樣的是( )A、CuCl2CuSO4 B、NaOHNaOHC、NaClHCl D、CuSO4Cu(OH)2 5、實驗室用鉛蓄電池作電源 電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發生如下反應:負極:PbSO42PbSO42e正極:PbO24HSO422ePbSO4H2O今若制取0.050molCl2,這時電池內消耗的H2SO4的物質的量至少是( ) A、0.025molB、0.050mol C、0.10mol D、0.20mol6、燒杯中盛放濃度均為0.10mol/L 的氯化鈉和硝酸銅的混合液。現將
37、該溶液以惰性電極進行電解,當Cu2全部在陰極上轉變為金屬銅時,整個溶液(搖勻)的pH值為()A、7.00B、1.00C、0.70D、1.307、在水中加入等物質的量的 Ag、Pb2、Na、SO42、NO3、Cl。該溶液放在用惰性材料做電極的電解槽中,通電片刻,則氧化產物與還原產物的質量為( )A、35.510.8B、16207C、81D、10835.5【能力提升】8、用石墨作電極電解100mLH2SO4和CuSO4的混合液,通電一段時間后,兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況),則原混合液中Cu2的物質的量濃度為( )A、1molL1B、2molL1 C、3molL1D、4molL1 9、用石
38、墨電極在一定溫度下電解K2SO4飽和溶液mg,當陰極產生amol氣體時,從溶液中析出ng無水晶體,則剩余溶液的溶質質量分數是( )10、某學生想制作一種家用環保型消毒液發生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使C12被完全吸收制得有較強殺毒能力的消毒液,設計了如右圖所示的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )A、a為正極,b為負極;NaClO和NaCl B、a為負極,b為正極;NaClO和NaCl C、a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl D、a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl11、能夠使反應Cu 2H2O = Cu(OH)2 H2發生的是 A、銅片作原電池的負極,碳棒作原電池的正極,氯化鈉作電解質榮膺B、銅鋅合金在潮
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