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4.工艺流程、电化学-学案 - b4 -教师版

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1 专题四 工艺流程、电化学 学案 1（2018海淀二模27）.(14 分)铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。 I．火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。 （1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为 。 （2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为 。 II．湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：

已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。 温度（℃） 20 40 60 80 100 溶解度（g） 1．00 1.42 1.94 2.88 3.20 ②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在Cl-浓度较大的溶液中，存在平衡： PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) （3）浸取液中FeCl3的作用是 。 （4）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，分析可能的原因： 。 （5）将溶液3和滤液2分别置于右图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3

再生。

①溶液3应置于 （填“阴极室”或“阳极室”）中。 ① 简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理： 。 ② 若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b，当电解池中通过cmol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式为 。

27．（共14分，每空2分） （1）2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2 （2）2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O （3）使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-，S元素转化成单质硫成为滤渣 （4）加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小 （5）①阴极室 ②阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生 ③239𝑐2𝑎𝑏×100%

高温 2

2．（2018西城二模27）．（13分）工业上用含三价钒（V2O3）为主的某石煤为原料（含有Al2O3、CaO等杂质），钙化法焙烧制备V2O5，其流程如下：

【资料】：+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：

（1）焙烧：向石煤中加生石灰焙烧，将V2O3转化为Ca(VO3)2的化学方程式是______。 （2）酸浸： ①Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸。若焙砂 酸浸时溶液的pH＝4，Ca(VO3)2溶于盐酸 的离子方程式是______。 ②酸度对钒和铝的溶解量的影响如右图所示： 酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%，根据 右图推测，酸浸时不选择更高酸度的原因是______。 （3）转沉：将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体，其流程如下：

①浸出液中加入石灰乳的作用是______。 ②已知CaCO3的溶解度小于Ca3(VO4)2。向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液，可使钒从沉淀中溶出。结合化学用语，用平衡移动原理解释其原因：______。 ③向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液，控制溶液的pH＝7.5。当pH＞8时，NH4VO3的产量明显降低，原因是______。 （4）测定产品中V2O5的纯度： 称取a g产品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2++2H++Fe2+==VO2++Fe3++H2O）。最后用c2 mol·L−1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知 MnO4−被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中V2O5的质量分数是______。（V2O5的摩尔质量：182 g·mol−1） 27．（13分，（1）1分，其他每空2分） （1）CaO + O2 + V2O3====Ca(VO3)2 （2）①Ca(VO3)2 + 4H+==2VO2+ + Ca2+ + 2H2O ②酸度大于3.2％时，钒的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大 （3）①调节溶液的pH，并提供Ca2+，形成Ca3(VO4)2沉淀（富集钒元素） ② Ca3(VO4)2的浊液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43−(aq)，(NH4)2CO3溶液中的CO32−与Ca2+结合生成更难溶的CaCO3沉淀，c(Ca2+)降低，平衡正向移动，使钒从沉淀中溶出 ③ pH＞8时，钒的主要存在形式不是VO3− （4）91(c1b1-5c2b2)/(1000a)

pH 4~6 6~8 8~10 10~12 主要离子 VO2+ VO3− V2O74− VO43−

焙烧 3 3.(2018东城二模27).（12分）制备乙炔的电石渣对环境污染极为严重，因此需要对水体进行净化处理。现取500mL电石渣废水(阳离子主要为Ca2+)，测定水质的数据如下表所示。

注：SS表示固体悬浮物 模拟工业处理流程如下：

已知：i．常温时CaSO4微溶于水；ii．溶解度： CaSO4>Fe(OH)2>FeS。 （1）①采用20%的硫酸对废水进行预中和处理，pH变化如右图所示。 硫酸的用量和废水中固体悬浮物(SS)含量的关系是 。 ②废水中SS含量随时间变化如下表所示。 静置时间(h) 1 2 3 4 5 6 24 SS含量(mg/L) 2500 1800 1300 900 820 800 780 为降低成本，减少硫酸投加量的最好办法是 。 ③滤渣A的主要成分有SS和 。 （2）根据表中数据，回答下列问题。

①化学絮凝沉淀过程中，加入FeSO4发生反应的离子方程式是___ ___。 ②熟石灰能促进沉淀的生成，结合离子方程式，从平衡角度分析其原因是 。 （3）用臭氧进一步处理废水中的氰化物和残留硫化物，若将500mL废水这的CN-完全氧化成N2和CO2，转移______mol e-。

27. （12分） （1）①处理至相同 pH时，废水中SS含量越高，中和所需的硫酸越多 ②加硫酸前，静置5~6小时 ③CaSO4 （2）①Fe2++S2－= FeS ②水解平衡：S2－ +H2OHS－ +OH－，加入熟石灰，c(OH－)增大，平衡逆向移动， c(S2－)增大，有利于FeS沉淀的生成 （3）5×10-4 4

4.(2018朝阳二模27)．（14分）SO2广泛用于医药、硫酸工业等领域，回收废气中的SO2可用如下方法。 方法Ⅰ 用碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)y溶液吸收富集SO2 方法Ⅱ 在Fe2+或Fe3+催化下，用空气(O2)将SO2氧化为H2SO4

（1）方法Ⅰ的过程如下。 ①制备Al2(SO4)x(OH)y 向Al2(SO4)3溶液中加入CaO粉末，调pH至3.6。CaO的作用之一是促进 水解（填离子符号，下同），二是沉淀一部分 。 ②吸收：Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的产物是（写化学式） 。 ③解吸：加热②中产物，产生SO2，Al2(SO4)x(OH)y再生。 （2）方法Ⅱ中，在Fe2+催化下，SO2、O2和H2O生成H2SO4的化学方程式是 。 （3）方法Ⅱ中，Fe2+的催化过程可表示如下： ⅰ：2Fe2+ + O2 + SO2 = 2Fe3+ + SO4

2-

ⅱ：…… ①写出ⅱ的离子方程式： 。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a．向FeCl2溶液滴入KSCN，无变化 b．向FeCl2溶液通入少量SO2，滴入KSCN，颜色变红。 c．取b中溶液， 。

（4）方法Ⅱ中，催化氧化后，采用滴定法测定废气中残留SO2的含量。将V L（已换算为标准状况）废气中的SO2用1%的H2O2完全吸收，吸收液用下图所示装置滴定， 共消耗a mL c mol/L NaOH标准液。 ① H2O2氧化SO2的化学方程式 。 ② 气中残留SO2的体积分数为 。

27．（14分） （1）① 3Al，24SO

②2432AlSOSOyx

（2）222242SOO2HO2HSO （3）①3222242HO2FeSO2FeSO4H ② 通入2SO，溶液红色褪去（或变浅） （4）①22224SOHOHSO ②21.1210100%acV

Fe2+ 5

5(2018丰台二模27) (12分)四氧化三锰（Mn3O4）是电子工业的磁性材料，而氯化铅（PbCl2）常用于焊料和助溶剂、制备其他铅盐等。用方铅矿精矿（主要成分为PbS）和软锰矿（主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、Al2O3等杂质）制备PbCl2和Mn3O4的工艺流程如下：

已知：PbCl2(s) + 2Cl-(aq) PbCl42- ( aq) ΔH > 0 （1）80℃时，为提高方铅矿精矿、软锰矿与盐酸反应的速率，可采取的措施有 （写出一条即可）。 （2）试剂X是 。（填“化学式”） （3）用盐酸处理两种矿石粉末，生成MnCl2、PbCl2和S的总反应化学方程式为 。 （4）结合化学用语回答，向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是 。 （5）向滤液b中通入NH3和O2发生反应后，总反应的离子方程式为 。 （6）金属锰可以用Mn3O4为原料，通过铝热反应来制备，当生成5.5 kg Mn 时，理论上消耗金属铝的质量最少为 kg。 27．（12分，合理即给分）

（1）粉碎矿石、搅拌、适当增大盐酸的浓度（2分） （2）NaOH（2分） （3）MnO2+ PbS +4HCl MnCl2 + PbCl2 +S + 2H2O（2分） （4）增大溶液中c(Cl-)，平衡PbCl2(s) + 2Cl-(aq)PbCl42-(aq)正向移动（2分） （5）6Mn2+ + 12NH3 + 6H2O + O2 12NH4++ 2Mn3O4（2分） （6）2.4（2分）

滤液d 盐酸 80℃ 过滤 Fe(OH)3 Al(OH)3 方铅矿精矿 软锰矿 酸浸液 滤液a 滤液b PbCl2 晶体 Mn3O4 晶体 滤液c

①NaCl②MnCO3

NH3，O2 试剂X CO2 Al(OH)3

Fe(OH)3

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鲁科版高中化学选择性必修1第1章第3节第1课时电解的原理学案

鲁科版高中化学选择性必修1第1章第3节第1课时电解的原理学案

第3节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理学习目标1.通过对电解池构成的探究,掌握电解池的工作原理。

2.通过对比四种电解类型,掌握不同类型电解的区别与联系。

学习任务1 探究电解池的工作原理1.电解的概念:将直流电通过熔融电解质或电解质溶液,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2.电解池及构成条件(1)电解池:将电能转化为化学能的装置。

(2)电解池构成条件。

①直流电源(电能提供装置)。

②固体电极材料(一般为金属、石墨或某些特殊导电性材料)。

③电解质(熔融或溶液状态)。

④构成闭合回路。

3.电解池电极的判断某同学用硫酸铜溶液作电解液,用铜管作电极连在电池的正极上,放入硫酸铜溶液中。

然后用鳄鱼夹夹住一枚硬币并连接在电池的负极上,然后把硬币放入硫酸铜溶液中。

过一段时间取出来,发现硬币变为铜币。

该同学认为这是一个电解装置。

这是否科学呢?我们一起探究。

探究电解池的工作原理问题1:直流电源在该装置(电解池)中的作用是什么?提示:直流电源为电解装置提供能量,并强制电子转移以达到发生氧化还原反应的目的。

问题2:该装置中硬币电极上发生什么反应?硬币是阳极还是阴极? 提示:由于电源电子流向该极,所以电极表面的氧化剂(Cu2+)就会在此电极上得电子发生还原反应,发生的电极反应为Cu2++2e-Cu,所以硬币表面析出Cu变为铜币;硬币是阴极。

问题3:该装置中铜管电极上发生什么反应?铜管是阳极还是阴极? 提示:由于电源强制移走了该电极的电子,所以该电极(Cu)发生氧化反应,发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+;铜管是阳极。

电解的原理1.(2021·江苏扬州期中)如图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。

下列说法不正确的是( C )A.a极连接外接电源的负极B.b极的电极反应为Cl--2e-+2OH-ClO-+H2OC.电解过程中Na+从左池移向右池D.外电路上每转移1 mol电子,理论上可催化还原标准状况下CO2气体11.2 L解析:从图示中可以看出,b极上Cl-失去电子生成ClO-,b极为电解池阳极,a极上CO2得到电子生成CO,a极为电解池阴极;与b极相连的电源电极为正极,与a极相连的电源电极为负极。

高考化学二轮复习电解池教案

高考化学二轮复习电解池教案

“电解池”一、教学内容分析本节课教学是人教版高中化学选修4《化学反应原理》中第四章电化学第三节电解池的第1课时内容。

本章着重研究化学反应与电能的关系。

电解池是将理论语实际相联系的实体，通过“电解氯化铜溶液实验”引出电解原理，又在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用，如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业以及电冶金等。

通过学习帮助学生了解电能转化为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识，提高辩证思维能力，同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。

因此这节课的重心是通过实验探究及对实验现象的观察，利用氧化还原理论进行分析、推理，体验科学探究的过程，了解电解池的工作原理，形成一定的实验能力、观察能力和归纳能力。

二、学生情况分析1．知识基础学生通过原电池以及化学电源的学习，已经能从化学能与电能的转化角度认识原电池，初步理解此类反应的本质是氧化还原反应并能从该角度分析常见的化学电源。

从金属冶炼方法上学生对电解的应用有了一些了解，但工作原理并不清楚。

电解原理的分析：首先引导学生分析通电前后溶液中存在的离子及运动情况，依据反应现象分析得失电子、氧化还原过程，用自己的语言归纳。

2．实验技能基础学生经过必修化学的学习，学生的动手能力、观察能力和分析能力有一定提高。

三、教学目标设计1．教学目标（1）知识与技能目标：了解电解池的工作原理；能用氧化还原的知识正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式；培养学生观察能力、分析能力、归纳总结能力及运用知识解决问题的能力；（2）过程与方法目标：通过实验探究及对实验现象的观察，利用氧化还原理论进行分析、推理，形成一定的实验能力、观察能力和归纳能力。

体验科学探究的过程，在实验探究与交流活动中，训练学生的思维能力，以及分析处理信息的能力。

（3）情感态度与价值观目标：通过有关化学实验，激发探究欲望。

在实验探究过程中，提高辩证思维能力，同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。

【高中化学】一轮复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(选修)

【高中化学】一轮复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(选修)

电解第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【高考新动向】【考纲全景透析】一、电解原理1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程．2.电解池：(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置． 3．电解池的组成和工作原理（以电解CuCl 2溶液为例）总反应方程式：Cu 2++2Cl -==== Cl 2↑+ Cu二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl －－2e －==== Cl 2↑ 阴极 2H ＋＋2e －==== H 2↑ (2)总反应方程式：2NaCl+ 2H 2O ====2NaOH+Cl 2↑+H 2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。

2．电镀铜或电解精炼铜3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)⑴电极反应：阳极：--2↑ 阴极：2Na ++2e -==2Na⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na 、Mg 、Al 等活泼金属。

三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。

(2)电化学防护①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。

负极：比被保护的金属活泼的金属。

②外加电流的阴极保护——电解原理阴极：被保护的金属设备。

阳极：惰性电极(3)添加缓蚀剂。

【热点难点全析】※考点一原电池、电解池、电镀池的比较类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。

“三步法”搞好元素化合物的二轮复习

“三步法”搞好元素化合物的二轮复习


（2011年山东）30.（14分）实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、 SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2 • （2）加入溶液W的目的是 。用CaO调节溶液Y的 pH，可以除去Mg2+。由表中数据可知，理论上可选择pH 最大范围是 。酸化溶液Z时，使用的试剂 为 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、考题分析
选择题部分
• （2011年山东）10. 某段周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次 外层电子数的一半，该元素（ ） • A.在自然界中只以化合态的形式存在 • B.单质常用作左半导体材料和光导纤维 • C.最高价氧化物不与酸反应 • D.气态氢化物比甲烷稳定 • （2011年山东）12. Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是 （ ） • A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 • B.三者的单质放置在空气中只生成氧化物 • C.制备AlCl3、Fe Cl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 • D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
“三步法”搞好元素化合物 的二轮复习
一、教材地位
• 元素及其化合物知识是化学最基础的主干知识，是学习其 他化学知识的载体，在高考中占有重要地位。高考中既可 以进行单独考查，也可以渗透到概念题、基本理论题、实 验题中考查。试题以主要元素的主要性质为考察核心，将 元素化合物的性质与概念、原理、实验探究、过程方法的 考察相融合，以生产生活实际，科技前沿信息，当前社会 热点为考查切入点，并与氧化、还原、水解、电化学、实 验设计与评价等知识相整合，考查对各部分知识综合应用 能力。
Na2SO4 SO3
BaSO4 H2SO4
大气