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物质的量的浓度第一页,共九十四页,2022年,8月28日一、考试说明及要求:1、以钠、镁为例,了解金属的物理性质和化学性质。2、从原子的核外电子排布,理解IA、IIA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。3、了解铁和铝的天然资源、冶炼原理,掌握铁和铝的化学性质。4、以铁(II)、铁(III)的相互转化为例,了解变价金属元素的氧化还原性。5、以Al(哦)3为例,了解两性氢氧化物。6、了解钢铁的腐蚀与防护。了解合金的概念。7、了解铜及其化合物的性质,了解铁、铝的重要化合物。8、理解原电池原理,了解电解和电镀的基本原理和应用。第十一章几种重要的金属第二页,共九十四页,2022年,8月28日1.高考热点①金属与酸反应规律的应用(重要金属与酸反应离子方程式的正误判断)。②金属的冶炼、铁的合金及钢铁的腐蚀与防护。③Al3+、Fe3+、AlO2-的水解及其应用。④铝、氧化铝、氢氧化铝的两性及Al3+、Al(哦)3、
AlO2-之间的相互转化、实验现象、有关沉淀量变化的计算。⑤铁(II)、铁(III)的化合物的生成条件及Fe3+、Fe2+、铁三种价态的相互转化规律。⑥Fe3+的鉴别方法、铁及其化合物的颜色、Fe3+的氧化性。⑦铜及其化合物的重要性质。⑧铝、铁、铜三种金属及其化合物在社会生活中的应用。二.高考热点、考题特点及命题趋势:第三页,共九十四页,2022年,8月28日2、命题规律:⑴突出单一重要知识点的考查,主要以选择题或填空题形式出现。⑵将本章知识与氧化还原反应原理或其他元素化合物的知识综合在一起,构成典型的化学实验题、计算题或推断题第四页,共九十四页,2022年,8月28日3、命题趋势:此类题目的能力要求较高,涉及的知识点考查并不复杂,但综合在一起则需要一定的综合能力,符合高考命题的发展变化趋势,预计此类试题在今后的高考中将会继续保持,并有可能在设问方式、内容背景等方面有所创新。由于金属,特别是合金,在日常生活、工农业生产、国防建设及电子行业中都有重要作用,因此,有关金属元素知识的应用在综合测试中应引起重视。第五页,共九十四页,2022年,8月28日疑惑点1、金属性强弱由金属原子失去价电子(对主族元素来说是最外层电子)的难易决定,与失去电子的个数无关。2、铝与NaOH溶液的反应电子转移的分析,铝失电子,水中的一个氢得电子。铝是还原剂,水是氧化剂。2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O3、Mg(OH)2无两性,只与酸反应,不与碱反应。4、AlO2-、
Al3+的存在环境。Al(OH)3显两性,其原因是:AlO2-
+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-若加入碱,平衡左移,所以AlO2-存在于碱性环境。若加入酸,平衡右移,所以Al3+存在于酸性环境。Al3+和AlO2-不能共存,二者相遇发生如下反应:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓5、给出Al(OH)3的量,求反应物碱的量的选择题,很可能有两个正确选项,即碱过量或不足。6e-第六页,共九十四页,2022年,8月28日三、知识点、考点、迷惑点第一节镁和铝第七页,共九十四页,2022年,8月28日一、镁和铝知识点:1、Mg、Al的化性(还原性)化学性质MgAl与O2反应MgOAl2O3
与其它非金属反应MgX2MgSAlX3Al2S3与酸反应H2↑H2↑(或被氧化性浓酸钝化)与碱反应不反应AlO2-+H2↑与盐溶液置换反应置换反应与某些氧化物与CO2→MgO+C与Fe2O3→Fe+Al2O3第八页,共九十四页,2022年,8月28日2、Mg、Al的化合物:
Mg的化合物Al的化合物氧化物MgO碱性氧化物两性氧化物氢氧化物Mg(OH)2难溶性中强碱
Al(OH)3两性氢氧化物第九页,共九十四页,2022年,8月28日例1.镁遇到下列物质不放出H2的是:(C)
①NH4Cl溶液
②KOH溶液
③Na2CO3溶液
④热的醇
⑤苯
⑥醋酸溶液
⑦FeCl3
溶液⑧CuSO4溶液⑨NaH2PO4
⑩NaHCO3
溶液
(A)①⑥⑦⑧
(B)③④⑤⑨⑩
(C)②③⑤⑩
(D)③④⑤⑦二、范例剖析:例2.称取Na、Fe、Al各mg,在室温下分别跟VL4.00mol·L-1的盐酸充分反应,试推断在下列情况下,V值的取值范围(用含m的表达式表示)(1)铝与盐酸放出的气体最多:____(2)钠与盐酸反应所放出的气体最多:____(3)铝、铁分别跟VL盐酸反应,产生的气体一样多______分析:如果酸足量,等质量的Na、Mg、Al完全反应,Al跟酸反应放出H2最多,Fe跟酸反应放出的H2最少(可跟据化学方程式推出)。当Na、Fe、Al分别跟盐酸恰好完全反应时,所需盐酸的体积VL分别为:第十页,共九十四页,2022年,8月28日跟HCl反应外,还能与水反应放H2,显然,此时钠产生的H2最多。
Al产生的H2的量相等。第十一页,共九十四页,2022年,8月28日例3.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验,各取30ml同浓度的盐酸溶液,加入不同质量的同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据记录如下:试回答:(1)甲组实验中,盐酸____,乙组实验中,盐酸____(选填“不足量”、“适量”或“过量”)(2)要推导出盐酸的物质的量浓度,所提供的数据中作计算依据的是________,计算出盐酸的物质的量浓度为____mol·L-1(3)计算合金中Mg、Al的物质的量比,所提供的数据中作计算依据的是____,计算出Mg、Al物质的量比为____。(4)在丙组实验之后,向容器中加入一定体积1mol·L-1的苛性钠溶液,可恰好使铝元素全部以偏铝酸根形式存在,并使镁离子刚好沉淀完全,则溶液中偏铝酸钠的物质的量为____0.009mol,氯化钠的物质的量为____mol,所加苛性钠溶液的体积为____ml第十二页,共九十四页,2022年,8月28日分析:(1)观察和比较题中提供的数据,三组实验中,盐酸的浓度与体积相同,乙、丙二组所加合金质量不同,但产生气体的量相等,丙中合金质量较乙大,可知丙中盐酸已用完,合金过量,而乙中盐酸也用完。比较甲、乙二组实验,所用合金的质量,已为0.385g,甲为0.255g,乙是甲的1.5倍,如果乙中合金完全反应,乙中产生的气体体积应是甲中产生气体体积的1.5倍,为280ml×1.5=420ml,而乙中只产生气体336ml,这说明乙中合金过量,盐酸不足量,因为甲产生气体280ml,小于336ml,所以甲中盐酸过量。【答案】:(1)过量,不足量
(2)30ml,336ml,1(3)0.255g,280ml,1∶1
(4)0.009,0.03,39第十三页,共九十四页,2022年,8月28日例4.
下面有关金属的叙述正确的是(AB)A.金属原子只有还原性而其阳离子只有氧化性B.金属阳离子只存于化合物中且有相应的阴离子相配合C.金属单质在常温下均为金属晶体D.某单质具有延展性则它一定是金属[练习]:等质量的Na、Mg、Al与等质量的HCl溶液作用,产生的H2的量可能有下列四种情况:①Na>Mg=Al②Na=Mg=Al③Mg=Al>Na④Al>Mg>Na。若HCl为1摩尔,将满足上述情况所需金属的量X填表:等量NaMgAl①Na>Mg=Al②Na=Mg=Al③Mg=Al>Na④Al>Mg>Na物质的量X
质量Y
第十四页,共九十四页,2022年,8月28日疑惑点1、金属性强弱由金属原子失去价电子(对主族元素来说是最外层电子)的难易决定,与失去电子的个数无关。2、铝与NaOH溶液的反应电子转移的分析,铝失电子,水中的一个氢得电子。铝是还原剂,水是氧化剂。2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O3、Mg(OH)2无两性,只与酸反应,不与碱反应。4、AlO2-、
Al3+的存在环境。Al(OH)3显两性,其原因是:AlO2-
+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-若加入碱,平衡左移,所以AlO2-存在于碱性环境。若加入酸,平衡右移,所以Al3+存在于酸性环境。Al3+和AlO2-不能共存,二者相遇发生如下反应:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓5、给出Al(OH)3的量,求反应物碱的量的选择题,很可能有两个正确选项,即碱过量或不足。6e-第十五页,共九十四页,2022年,8月28日(2004,上海)27.航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示:(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置,该反应的化学方程式
(2)从装置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ可看出,O2的来源是CO2和H2O,宇航员每天消耗28molO2,呼出23molCO2,则宇航员每天呼出的气体中含H2O
mol。(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想第十六页,共九十四页,2022年,8月28日其中,由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①上图中,装置a由
、
、双孔塞和导管组成②循环物质甲的名称是
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是
④装置b中填充的物质可能是
(填入编号)c.硅胶
f.碱石灰
g.
无水氯化钙h.浓硫酸⑤设计d装置要注意防止倒吸,请在方框中画出d装置的简图,并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出)。第十七页,共九十四页,2022年,8月28日2004,广东20.(16分) 海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式。
用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;溶解时:
。过滤时:
。蒸发时:
。第十八页,共九十四页,2022年,8月28日第二节、铁和铁的化合物一、知识点1、铁元素概述:原子序数,在表中的位置,原子结构示意图。
2、铁的单质⑴、物理性质第十九页,共九十四页,2022年,8月28日⑵、化学性质①与非金属的反应(O2、Cl2、Br2、S、I2)。注意与氧化性不同的不同非金属单质反应时铁的价态。②与水的反应。注意:反应的条件是高温。③与酸的反应。注意:与氧化性酸和非氧化性酸反应时产物的不同。④与盐的反应(Cu2+、Fe3+)。⒉铁的氧化物的比较:第二十页,共九十四页,2022年,8月28日名称俗称化学式色态化合价水溶性类型氧化亚铁氧化铁四氧化三铁共性与酸与还
原剂铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2+3+2,+3不溶不溶不溶碱性氧化物都能与酸反应。如都能被还原。如高温铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4第二十一页,共九十四页,2022年,8月28日铁的氢氧化物化学式色态溶解性碱性热稳定性与酸的作用Fe(OH)2白色固体难溶于水Fe(OH)3红褐色固体难溶于水弱碱
弱碱
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
加热分解加热分解与O2的作用4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
不反应名称氢氧化亚铁氢氧化铁第二十二页,共九十四页,2022年,8月28日⒋铁及其化合物的相互转化铁三角铁
Fe2+Fe3+Fe3+、Cu2+、Ag+、H+、I2、S锌、CO、AlCl2、Br2、浓H2SO4、浓HNO3锌、CO、H2、AlCl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、H2O2铁、锌、Cu、I-、S2-、SO32-、HS-、Sn2+注意:方程式的书写。第二十三页,共九十四页,2022年,8月28日FeFeSFeCl2FeSO4Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3[Fe(SCN)]2+
Fe3O4FeOFe2O3SHClO2、H2OH2SO4NaOHH2SO4H2SO4Cl2FeCl2HClNaOHSCN-COCOCOO2O2O2H2SO4HCl第二十四页,共九十四页,2022年,8月28日5、Fe2+与Fe3+的检验方法。⑴观察溶液的颜色。⑵加碱溶液。⑶加SCN-溶液。⑷加苯酚、H2S、Na2CO3溶液等第二十五页,共九十四页,2022年,8月28日立即产生红褐色沉淀直接观色与KSCN与苯酚显色反应利用的氧化性利用与铜片与淀粉KI试纸鉴别方法浅绿色棕黄色血红色不显红色不显紫色显紫色无明显现象Cu被腐蚀溶液变绿色试纸不变蓝试纸变蓝色利用沉淀反应与OH-作用白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色Fe2+Fe3+第二十六页,共九十四页,2022年,8月28日二、考点1、铁的性质例1、下列物质可由相应的单质直接化合而成的是⑴FeS、⑵CuS、⑶FeCl2、⑷Al2S3、⑸Fe3O4、⑹Fe2O3、例2、mg铁屑与含有ng硝酸的硝酸溶液恰好完全反应,若m:n=1:3,则起氧化剂作用的硝酸的质量是()A:mB:3/4mC:1/2nD:1/4n第二十七页,共九十四页,2022年,8月28日⒉铁的化合物的制取例3、在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6摩/升盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
填写下列空白:
(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是_______;烧瓶B的作用是_______;烧瓶C的作用是_______;第二十八页,共九十四页,2022年,8月28日在试管D中收集得到的是_______。
(2)实验时,U型管G中应加入的试剂是_______;长颈漏斗H中应加入_______。
(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是_______(填该仪器对应的字母)。
(4)烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液,其目的是_______。
(5)试管E中发生反应的化学方程式是______________。
(6)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须_________;E管中的反应开始后,在F出口处应_______。第二十九页,共九十四页,2022年,8月28日例4(2003全国高考题用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。(3)生成白色铁(哦)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是。第三十页,共九十四页,2022年,8月28日方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是。(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是。(3)为了制得白色铁(哦)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是。(4)这样生成的铁(哦)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是。第三十一页,共九十四页,2022年,8月28日3、铁及其化合物的推断例5:把铜粉、铁粉的混合物放入一定量的稀HNO3中并微热,反应后发现有铁剩余,则溶液中含有的金属离子是因为()
Cu2+BFe2+CCu2+和Fe3+DCu2+和Fe2+例6:向含有Fe2(SO4)3、CuCl2、H2SO4的混合物中投入足量的铁粉,充分反应后,剩余的固体物质经干燥,称得其质量比加入的铁粉质量减轻8g,此时,溶液中c(Fe2+)是原混合溶液中c(Cu2+)的2倍,(反应前后体积没有变化),溶液中c(SO42-)与c(Cl-)之比是()A:1:2B:2:1C:1:3D:1:4第三十二页,共九十四页,2022年,8月28日4、Fe2+和Fe3+的转化与鉴别例7、在硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸,产生的现象是:A、溶液的颜色变的更绿B、溶液中出现白色沉淀C、溶液颜色由绿变黄D、上述现象均不可能出现5、铁及其化合物的综合计算例8、向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标况)气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是A、11.2gB、5.6gC、2.8gD、无法计算第三十三页,共九十四页,2022年,8月28日三、迷惑点1、铁元素有可变价。这也是过渡元素的特点,铁表现几价,与氧化剂强弱,与强氧化剂,如Cl2,表现+3价,遇弱氧化剂,表现+2价。2、Fe(OH)2制备实验中的问题:配制溶液用的蒸馏水必须煮沸,目的只除去其中的氧。使用长滴管,插入到盛有FeSO4溶液的试管底部.这是在滴管使用中唯一的一次例外,允许伸到试管内,其他场合应在管口上方自然垂直。第三十四页,共九十四页,2022年,8月28日3、离子共存问题:⑴Fe2+:在酸性条件下不能与氧化性离子大量共存,如硝酸根、高锰酸根、次氯酸根等。也不能与发生复分解反应的离子大量共存。⑵Fe3+:不能与还原性离子大量共存。如:I—、S2—等。也不能与发生复分解反应和双水解反应。的离子大量共存。第三十五页,共九十四页,2022年,8月28日4、盐溶液的配制和保存:⑴Fe2+盐:晶体密闭保存。配制溶液时应加铁粉和少量酸。⑵Fe3+盐:FeCl3易潮解,需密闭保存。配制溶液时应将Fe3+盐溶于相应酸中,再加水稀释到所需浓度,已抑制其水解。第三十六页,共九十四页,2022年,8月28日§3、金属的冶炼一、知识点、考点:1、金属的一般性质金属活动顺序表KCaNaMgAl锌铁SnPb(H)Cu汞AgPtAu金属原子失去电子的能力(还原性)强弱金属阳离子得电子的能力(氧化性)弱强与氧气化合常温下易常温下缓慢氧化加热反应不能置换水中的H+常温置换加热置换不能置换置换酸中的H+能置换不能置换与盐溶液反应先与水前面的金属可置换出后面的金属自然界中存在化合态化合态和游离态游离态冶炼方法电解熔融物还原剂置换加热法富集第三十七页,共九十四页,2022年,8月28日实际使用:存在形态:单质或合金化合态(游离态)(+n)(0)还原反应2、金属冶炼的实质:用还原剂把金属矿石中的金属离子还原为金属单质
Mn++e-
=Mn第三十八页,共九十四页,2022年,8月28日3、金属的冶炼步骤:一般需要三个步骤:第一步是矿石的富集,除去杂质,提高矿石中有用成分的含量;第二步是冶炼,利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质;第三步是精炼,采用一定的方法,提炼纯金属。第三十九页,共九十四页,2022年,8月28日4、金属冶炼的常见方法:
⑴热分解法:在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解,仅用热分解法就能制得这些不活泼金属。如2HgO=2Hg+O2↑
2Ag2O=4Ag+O2↑
△△第四十页,共九十四页,2022年,8月28日⑵热还原法:对于多数金属的冶炼,常用的还原剂如焦炭、CO、氢气和活泼金属等加热还原的方法。如MgO+C==Mg+CO↑
⑶电解法:在金属活动性顺序中,K、Na、Ca、Al等几种金属的还原性很强,只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼2NaCl==2Na+Cl2↑电解高温第四十一页,共九十四页,2022年,8月28日二、迷惑点:利用平衡理论解释用较不活泼金属制较活泼金属(如工业上用钠从熔融的KCl中置换生产钾)例:工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔融态的氧化物。但钾却不能用电解KCl熔融态的方法制得,因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险,很难制得钾,且降低电解效率。现生产钾是用金属钠与熔化的KCl反应制得。有关数据如下表。第四十二页,共九十四页,2022年,8月28日熔点/℃沸点/℃密度/(g/cm3)Na9.88830.97K63.77740.86NaCl80114132.165KCl7701500升华1.984⑴工业上生产金属钾主要运用上表所列哪些物理常数,简答理由。⑵工业上制金属钾主要运用什么原理使该反应变为现实?答案:⑴应用钠和钾的沸点不同,774℃时,钾为蒸气逸出,而钠为液体,故控制温度在774℃至883℃(略低)即可。⑵应用化学平衡移动的原理。第四十三页,共九十四页,2022年,8月28日原电池原理及其应用第四十四页,共九十四页,2022年,8月28日教学大纲考纲要求教学要求实验与活动原电池原理及其应用原电池原理(以铜锌原电池为例)化学电源.新型电池金属的电化学腐蚀与防护理解了解掌握(1)演示实验:原电池原理(2)展示实物和观看录像:化学电源—干电池、蓄电池、新型电池(3)解剖干电池,观察它的结构一、知识点第四十五页,共九十四页,2022年,8月28日1、强化了新型电池的介绍,弱化了金属腐蚀的电化学保护法2、省略了“析氢腐蚀”和“吸氧腐蚀”的名词介绍新旧教材比较:第四十六页,共九十四页,2022年,8月28日考点1、定义:将化学能转化成电能的装置称为原电池第四十七页,共九十四页,2022年,8月28日考点2、构成条件:3.形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液)1.活泼性不同的两电极2.电解质溶液4、自发的氧化还原反应第四十八页,共九十四页,2022年,8月28日考点3、电极名称与电极反应:负极正极(或能导电的非金属)阳离子得电子还原反应较活泼的金属金属失电子氧化反应较不活泼的金属e-I第四十九页,共九十四页,2022年,8月28日小结:原电池定义构成条件电极名称、电极反应电池总反应现象计算电极表面溶液中外电路中第五十页,共九十四页,2022年,8月28日外电路(电子流动)内电路(离子流动)闭合回路负极氧化本身失电子溶解或通入的还原剂反应正极还原溶液中氧化剂得电子或电极表面覆盖的氧化剂得电子或通入的氧化剂得电子氧化还原反应以得失电子数相等叠加第五十一页,共九十四页,2022年,8月28日考点4、金属电化腐蚀的一般原理与防护方法考点5、电极的判断、电极反应式和电池总反应式的书写第五十二页,共九十四页,2022年,8月28日二、迷惑点:1、原电池的工作原理与构成条件2、电极的判断、电极反应式和电池总反应式的书写3、新型电池的工作原理4、金属电化腐蚀的一般原理与防护方法第五十三页,共九十四页,2022年,8月28日误答原因:1、正负极判断错误:两个电极的材料是金属较活泼的金属做负极。如果有一电极材料是非金属,金属做负极、非金属做正极。2、电子方向和电流方向混淆:电子流动方向由负极流向正极,电流方向由正极流向负极。3、原电池较活泼的金属电极与电解质溶液没有明显的反应时,不知考虑吸氧腐蚀。4、多池串联时,不知转移电子数相等,不能正确判断各池。第五十四页,共九十四页,2022年,8月28日三、考点题型a.题型解读:主要以选择题的形式出现,偶为填空题,已成为高考的必考题。考查内容有:原电池的名称及电极反应式;据原电池原理判断金属活泼性强弱;新型电池的电极反应及应用。b.命题走向:电化学是氧化还原反应知识的应用,它能将物理、生物等学科的知识综合起来,并贴近生活生产实际,为开发新能源提供了理论的指导,在将来会持续它在高考中的重要地位。第五十五页,共九十四页,2022年,8月28日1、左图所示装置中,属于原电池的是()不能构成原电池的说明理由?2、是原电池的标出电子流向,确定正负极。3、是原电池的写出电极反应式,电池总反应式。例题1广告第五十六页,共九十四页,2022年,8月28日练习1、下列关于原电池的叙述正确的是()A、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B、原电池是将化学能转变为电能的装置C、原电池中电子流出的一极是负极,该极被还原D、原电池放电时,电流的方向是从负极到正极B第五十七页,共九十四页,2022年,8月28日2、将A、B、C、D四块不同金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可组成原电池。若A、B相连形成原电池时,A为负极;C、D相连形成原电池时,C为负极,A、C相连形成原电池时,C极上有大量气泡产生;B、D相连形成原电池时,B极上有大量气泡产生。则该4种金属的活动性由大到小的正确顺序是()A、C>A>B>DB、A>B>C>DC、A>C>D>BD、D>B>A>CC第五十八页,共九十四页,2022年,8月28日3、某原电池的总反应的离子方程式为:
2Fe3++铁==3Fe2+,不能实现该反应的原电池组成是()A、正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液B、正极为碳,负极为铁,电解质溶液为铁(NO3)3溶液C、正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D、正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4溶液CD第五十九页,共九十四页,2022年,8月28日干电池中含有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等糊状物,以石墨为正极材料,其工作原理为:锌+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O(1)写出干电池放电时负极反应式______________________________(2)正极反应前后经历了两个过程,该过程的反应式依次为:_________________________、
__________________________。(3)如果没有MnO2的参与,干电池能否持续工作?为什么?例题2锌-2e-=Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2H2+2MnO2=Mn2O3+H2O不能,碳棒周围聚集氢气泡,阻碍NH4+得电子(即电池内阻增大)第六十页,共九十四页,2022年,8月28日1、有一银锌电池,其电极分别是Ag2O和锌,电极反应为:锌+2OH--2e-=锌(哦)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列叙述正确的是()A、电流由锌经导线流向Ag2OB、锌为正极,Ag2O为负极C、放电时,负极区溶液pH减小D、放电时,电解液成分不变CD第六十一页,共九十四页,2022年,8月28日2、熔融盐燃料电池具有高的放电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与二氧化碳二氧化碳的混合气为正极助燃气,已制得在6500C下工作的燃料电池,试完成有关的电极反应式:负极反应式为:2CO+2CO32-=4CO2+4e-正极反应式为:___________________________电池总反应式:___________________________2CO2+O2=2CO32--4e-2CO+O2=2CO2第六十二页,共九十四页,2022年,8月28日3、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H2SO4作电解液。总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(1)试写出放电时的正、负极反应式正极:______________________________________负极:______________________________________(2)铅蓄电池工作时,当外电路上有2mol电子通过时,负极消耗的Pb的物质的量______;溶液中消耗的H2SO4的物质的量_____。(3)铅蓄电池放电时,溶液的pH_______溶液的密度_____(填增大、减小或不变)PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO41mol2mol增大减小第六十三页,共九十四页,2022年,8月28日4、银器皿表面日久逐渐变黑色,这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去。其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中、再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为________________,正极发生的反应为_________________;在反应过程中产生臭鸡蛋味的气味的气体原电池的总反应为______________________________________Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al3++3S2-+6H2O=2Al(哦)3↓+3H2S↑2Al+3Ag2S+6H2O=3H2S↑+6Ag↓+2Al(哦)3↓第六十四页,共九十四页,2022年,8月28日5、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的是:()
A.H2为正极,O2为负极
B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电极反应(负极):2H2+4OH-=4H2O-4e-
D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应B、D第六十五页,共九十四页,2022年,8月28日
1、用铜片、银片和硝酸银组成的原电池,正极上发生的电极反应是()
A.2H++2e-==H2↑ B.Cu-2e-==Cu2+
C.Cu2++2e-==CuD.Ag++e-==AgD例题3第六十六页,共九十四页,2022年,8月28日2、原电池表.如果把Cu、锌与稀H2SO4构成的示为Cu锌,则下面能表示原电池的是: ()A.CuCu B.Cu锌C.锌C D.锌CuB、C第六十七页,共九十四页,2022年,8月28日将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中,下列叙述中正确的是()A.正极附近[SO42-],逐渐增大 B.负极附近[SO42-],逐渐增大C.正极附近[SO42-],基本不变 D.锌、铜片同时有气泡冒出时,表明锌片不纯B、D例题4第六十八页,共九十四页,2022年,8月28日将x、y、z、w四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。x、y相连时,x为负极;z、w相连时,电流由w→z;z、x相连时,z极上产生大量气泡;w、y相连时,w极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动顺序是:()
A.x>z>w>y B.z>x>y>w
C.x>y>z>w D.y>w>z>xA例题5第六十九页,共九十四页,2022年,8月28日如图所示的装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)()
A.铁圈和银圈左右
摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜D例题6第七十页,共九十四页,2022年,8月28日电解原理及其应用第七十一页,共九十四页,2022年,8月28日一、知识点教学大纲考纲要求教学要求实验与活动电解原理及其应用电解原理铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理理解了解掌握(1)演示实验:电解池原理(2)展示实物和观看录像:第七十二页,共九十四页,2022年,8月28日化学能转化为电能电能转化为化学能A.两个电极B.电极相连C.电解质溶液A.两个电极B.电极外电源相连C.电解质溶液正极:相对不活泼的金属 或非金属负极:相对活泼的金属阳极:与电源正极相连阴极:与电源负极相连正极:发生还原反应负极:发生氧化反应阴极:发生还原反应阳极:发生氧化反应金属的防腐等电解饱和氯化钠、电镀等考点1、原电池与电解池的比较:第七十三页,共九十四页,2022年,8月28日2.问题讨论:(1).电解的两极反应问题电解的两极反应比较复杂,可按照下列规律书写电极反应的离子方程式.①阴极反应:a.一般情况下,电解的阴极反应与阴极材料无关,阴极发生的总是电解液中的阳离子得电子的还原的反应:Rn++ne=R
b.如果电解液中有多种阳离子,金属阳离的得电子的顺序就是“金属活动性顺序”的逆顺序:Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>活动金属阳离子第七十四页,共九十四页,2022年,8月28日②阳极反应a.若阳离子材料是一般的金属电极,由于金属易失电子,此时阳极反应总是金属失电子变成阳离子进入电解液(或与电解液中某种阴离子结合成难溶性物质):R-ne=Rn+b.若阳极是由石墨,铂等惰性电极组成,则在阳极表面放电的就是电解液中的阴离子:Am--me=电解液中有多种阴离时,阴离子的放电顺序为:S2->I->哦->含氧酸根离子.X-表示卤素离子若有多种卤素离子,其放电顺序为:I->Br->Cl-(X-不包括F-)?$第七十五页,共九十四页,2022年,8月28日如:以铜作阳极,铁作阴极,氯化铜作电解液的电极反应为:阳极:Cu-2e=Cu2+阴极:Cu2++2e=Cu以石墨作两极电解硫酸铜溶液的电极反应为:4OH--4e=2H2O阴极:2Cu2++4e=2Cu阳极:例.在25℃时将两个不溶性电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液进行电解,电解一段时间后,阴阳极两极逸出3a摩气体,同时有W克十水硫酸钠晶体析出,若温度不变,则原溶液中溶质的质量分数为
A.W/(W+54a)×100%B.71W/161(W+36a)×100%C.W/(W+36a)×100%D.71W/161(W+54a)×100%第七十六页,共九十四页,2022年,8月28日如果将上题中的两个不溶性电极改为两个铜电极,结果又会怎样?3.电解规律:用惰电极作电极时①电解活泼金属无氧酸盐时(如氯化钠),在阴极附近滴酚酞试液出现红色,析出氢气,阳析析出非金属单质(卤氢碱)②电解无氧酸或不活泼金属无氧酸盐溶液,就是电解质本身电解③电解不活泼金属最高价含氧酸盐溶液,阴极析出金属,阳极析出氧气(金氧酸);④电解含氧酸.活泼金属最高价含氧酸盐和强碱溶液,其实质是电解水第七十七页,共九十四页,2022年,8月28日二、迷惑点:1、正负极判断错误2、电子方向和电流方向混淆3、有关电解的计算往往是围绕电解的类型及电极产物的判断进行。解题时易不先搞清电极材料,电解的实质是什么而盲目进行繁琐的计算。第七十八页,共九十四页,2022年,8月28日三、考点题型题型解读:是历年高考重要的的知识点之一,主要以选择题的形式出现,已成为高考的必考内容,主要考查电解池、电镀池的电极名称及电极反应式;根据电解池的电极变化判断金属活泼性强弱;根据电解时电极的变化判断电极材料或电解质种类;;有关电解产物的判断及计算。其中电解产物的判断和计算是高考命题的热点。第七十九页,共九十四页,2022年,8月28日命题题型
(一).两池的形成条件,两池两极特点,两池两极反应规律,两池两极的名称及反应.该考点一直都是电化学部分的热点.1.铅蓄电池作电源时,正极材料是二氧化铅,负极材料是铅,其放电过程可以表示为Pb+PbO2+H2SO42PbSO4+2H2O.充电放电其充电时发生还原反应的电极反应式为:
A.Pb-2e=Pb2+B.PbSO4+2H2O-2e=PbO2+SO42-
C.PbO2+4H++2e=Pb2++2H2OD.PbSO4+2e=Pb+SO42-D第八十页,共九十四页,2022年,8月28日2.蓄电池是一种直流电源,它的用途很广泛,已知蓄电池在放电时是起原电池的作用,在充电时是起电解池的作用,其中铅蓄电池最常用的蓄电池之一,它的两极材料是铅和二氧化铅,电解质溶液是稀硫酸,放电时电极反为:
Pb-2e+SO42-=PbSO4PbO2+2e+4H++SO42-=PbSO4+2H2O铅蓄电池充电时,二氧化铅极上的电极反应是:
A.PbSO4+2e=Pb+SO42-B.PbO2+2e+4H++SO42-=PbSO4+2H2OC.Pb-2e+SO42-=PbSO4
D.PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO42-D第八十一页,共九十四页,2022年,8月28日
3.铅蓄电池放电反应如下:
负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4
正极:PbO2+2e+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
使用该电池来电解硫酸铜溶液,当得到纯铜3.2克时,铅蓄电池内消耗了硫酸:
A.0.025摩B.0.05摩C.0.1摩D.0.2摩
4.“阿波罗号飞船”所用的氢氧燃料电池的电极应为:负极2H2+4OH--4e=4H2O正极O2+2H2O+4e=4OH-.该电池工作时,下列叙述正确的是A.氢气发生还原反应B.每转移4摩电子,电池内增加4摩水C.负极附近溶液的PH值降低D.正极附近[H+]增大CC第八十二页,共九十四页,2022年,8月28日
5.阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃烧电池,其电池反应式为:2H2+O2=2H2O,电解液为氢氧化钾,反应保持在较高温度,使水蒸发,下列叙述正确的是
A.此时电池能见到浅蓝色的火焰
B.氢气为正极,氧为负极
C.工作时,电解液的PH值不断增大死亡电极反应为:
负极:2H2+4OH--4e=4H2O
正极:O2+2H2O+4e=4OH-D第八十三页,共九十四页,2022年,8月28日
7.电子表和电子计算器中的电源常用微型银锌电池,其电极分别为氧化银和锌,电解液为氢氧化钾溶液,电极反应为:
锌+2OH--2e=ZnO+H2OAg2O+H20+2e=2Ag+2OH-据此下列说法正确的是
A.锌是电池的正极,被氧化
B.工作时电流的方向由锌流向氧化银
C.工作时电池负极区PH值增大死亡若锌溶解0.05摩,则另一极析出银约为10.8克D第八十四页,共九十四页,2022年,8月28日8.常用的干电池,以锌皮圆筒和用石墨粉与二氧化锰包围的石墨棒为电极,电解液为氯化铵,氯化锌和淀粉用水调整的糊状物,使用时没有气体逸出,且知锌离子易与氨气形成溶于水的络离子,有关叙述正确的是
A.正极的电极反应式为:2NH4++2eH2+2NH3B.二氧化锰将刚产生的游离的氢,氧化为水
C.工作时,石墨棒为正极且阴离子走向它
D.负极发生还原反应,锌被消耗AB第八十五页,共九十四页,2022年,8月28日B9.镍-镉可充电电池发生如下反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O,
下列判断正确的是
A.氢氧化镍是电池的负极
B.镉是电池的负极
C.NiO(OH)发生氧化反应
D.充电时氢氧化镍发生还原反应充电放电第八十六页,共九十四页,2022年,8月28日10.有人将铂电极插入氢氧化钾溶液中作电极,又在两极片上分别通甲烷和氧气形成原电池,从而设计出一种燃料电极,该电池中甲烷的铂丝为_____极,发生的电极反应为_____________________________.该电池工作时放电反应的总化学方程式为_______________________,电解工作时溶液的PH值(填“不变”,“变小”,"变大"____________负极CH4+10OH--8e=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3
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