电能转化为化学能中小学PPT教学课件

第第3课时电能转化为化学能课时电能转化为化学能 第第3课时课时课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、一、电电能能转转化化为为化学能化学能1电电解反解反应实应实例例2.电电解解CuCl2溶液溶液红红实验实验装置装置实验实验现现象象阴极阴极：有有_色色固体物固体物质质析出析出阳极：阳极：产产生黄生黄绿绿色色、_气味气味的气的气体，湿体，湿润润的淀粉碘化的淀粉碘化钾试纸变蓝钾试纸变蓝色色刺激性刺激性3.电电解解(1)概概念念：电电流流通通过过电电解解质质溶溶液液时时引引起起阴阴、阳阳两两极极发发生生_反反应应的的过过程。程。(2)电电解池：将解池：将_转转化化为为_的装置。的装置。(3)电电极：极：氧化氧化还还原原电电能能化学能化学能Cu22e=Cu2Cl2e=Cl2正极正极氧化氧化还原还原负极负极思考感悟思考感悟1(1)在在电电解的解的过过程中，是否有能量程中，是否有能量变变化？如果化？如果有，是什么形式的能量有，是什么形式的能量变变化？化？(2)电电解与解与电电离有何区离有何区别别？【提示提示】(1)有，有，电电能能转转化化为为化学能。化学能。(2)电电离是离是电电解解质质溶于水或熔化状溶于水或熔化状态态下离解成自由下离解成自由移移动动离子的离子的过过程，程，电电解是在解是在电电流作用下，流作用下，电电解解质质溶液中的阴、阳离子在溶液中的阴、阳离子在电电极上极上发发生氧化生氧化还还原反原反应应的的过过程，程，电电解必解必须须建立在建立在电电离的基离的基础础上。上。二、二、电电解的解的应应用用1制制备备Na、Mg、Al、F2等活等活泼泼金属和非金属金属和非金属如如电电解熔融的氧化解熔融的氧化铝获铝获得得铝铝：2电电解精解精炼铜炼铜(1)电电解池的构成：解池的构成：_作阳极；作阳极；_作阴极；作阴极；_作作电电解液。解液。(2)实验实验装置装置粗粗铜铜纯铜纯铜硫酸酸化的硫酸酸化的CuSO4溶液溶液(3)电电极反极反应应阳极：阳极：_、_等。等。阴极：阴极：_。(4)反反应应特点特点比比铜铜活活泼泼的金属：以的金属：以_形式存在于溶液形式存在于溶液中。中。比比铜铜不活不活泼泼的金属：形成的金属：形成_。电电解解过过程中程中电电解解质质溶液溶液浓浓度度_，需及，需及时补时补充。充。阳离子阳离子阳极泥阳极泥降低降低Zn2e=Zn2Cu 2e=Cu2Cu22e=Cu思考感悟思考感悟2通通过电过电解原理能否解原理能否实现实现不能自不能自发进发进行的反行的反应应CuH2SO4(稀稀)=CuSO4H2？自主体验自主体验自主体验自主体验答案：答案：B答案：答案：D3下下列列对对如如图图所所示示装装置置实实验验现现象象的的描描述述中中正正确的是确的是()a电电极极b电电极极X溶液溶液实验现实验现象象A石墨石墨石墨石墨CuCl2a极极质质量增加，量增加，b极放出无色极放出无色气体气体BFe石墨石墨KNO3a极极质质量增加，量增加，b极放出无色极放出无色气体气体CFeCuCuSO4a极极质质量增加，量增加，b极极质质量减少量减少D石墨石墨石墨石墨HCla、b极都放出无色气体极都放出无色气体答案：答案：C课堂互动讲练课堂互动讲练电电解原理解原理1电电解解：使使电电流流通通过过电电解解质质溶溶液液而而在在阴阴、阳阳两极引起氧化两极引起氧化还还原反原反应应的的过过程。程。2电电解池的形成条件解池的形成条件(1)有两有两导导体作两极体作两极(2)外加直流外加直流电电源源(3)形成形成闭闭合回路合回路(4)两极插入两极插入电电解解质质溶液溶液(或熔融或熔融电电解解质质)3阴、阳极的判断方法阴、阳极的判断方法(1)由由电电源正、源正、负负极判断。极判断。(2)由由电电极极反反应应现现象象判判断断：产产生生O2或或Cl2等等或或电电极极本身本身质质量减量减轻轻的是阳极，析出金属或的是阳极，析出金属或H2的是阴极。的是阴极。4放放电顺电顺序序(1)若阳极材料若阳极材料为为惰性惰性电电极极(如石墨、如石墨、Pt)阳阳极极：(阴阴离离子子放放电电)失失电电子子能能力力：S2IBrClOH含氧酸根离子含氧酸根离子F阴阴极极：(阳阳离离子子放放电电)得得电电子子能能力力：AgFe3Cu2 H(浓浓 度度 高高 时时)Pb2 Sn2 Fe2Zn2 H(浓浓 度度 低低 时时)Al3 Mg2 NaCa2K(2)若若阳阳极极材材料料为为活活性性电电极极(除除石石墨墨、Pt、Au外外的的金金属属电电极极)，阳极放，阳极放电电失失电电子。子。例例例例1 1 以以学学习习小小组组为为单单位位完完成成实实验验，并并观观察察、记录实验现记录实验现象。象。探探究究过过程程将将两两根根碳碳棒棒分分别别插插进进U形形管管内内的的CuCl2溶溶液液中中(稍稍候候，若若碳碳棒棒表表面面无无明明显显实实验验现现象象，可可取取出出碳碳棒棒继继续续下下一一步步操操作作)；将将两两根根碳碳棒用棒用导线连导线连接后，浸入接后，浸入U形管内的形管内的CuCl2溶液中溶液中(稍稍候候，若若碳碳棒棒表表面面无无明明显显实实验验现现象象，可可取取出出碳碳棒棒继继续续下下一一步步操操作作)；将将两两根根碳碳棒棒分分别别跟跟直直流流电电源源的的正正极极和和负负极极相相连连接接，浸浸入入U形形管管内内的的CuCl2溶溶液中，再接通直流电。液中，再接通直流电。实实验验现现象象阴阴极极：碳碳棒棒上上逐逐渐渐覆覆盖盖了了一一层层红红色色物物质质。阳阳极极：生生成成有有刺刺激激性性气气味味、能能使使湿湿润润的的淀淀粉粉碘化钾试纸变蓝的气体。碘化钾试纸变蓝的气体。问题提出问题提出结合以上实验，回答下列问题：结合以上实验，回答下列问题：(1)CuCl2溶液中通电前离子如何运动？溶液中通电前离子如何运动？(2)通电后离子如何运动？通电后离子如何运动？(3)根根据据实实验验现现象象和和氯氯化化铜铜溶溶液液的的组组成成成成分分以以及及原原有知识分析推断两极生成物的名称。有知识分析推断两极生成物的名称。【解解析析】通通电电后后，在在电电场场的的作作用用下下，带带负负电电的的Cl移移向向阳阳极极，并并失失去去电电子子被被氧氧化化成成氯氯原原子子，进进而而结结合合成成Cl2，电电极极反反应应式式：2Cl2e=Cl2；带带正正电电的的Cu2移移向向阴阴极极，并并得得到到电电子子被被还还原原成成铜铜，电电极极反反应应式式：Cu22e=Cu，生生成成的的铜铜覆覆盖盖在在阴阴极极上上。通通过过实实验验我我们们发发现现电电解解质质溶溶液液在在导导电电过过程程中中有有新新物物质质产产生生，是是化化学学变变化化。通通过过上上述述装装置置实实现现了了电电能能转转换换为为化学能的化学能的过过程。程。【答答案案】(1)在在CuCl2溶溶液液中中，通通电电前前溶溶液液中中的的Cu2、Cl等做无等做无规则规则的自由运的自由运动动。(2)接接通通直直流流电电源源以以后后，Cl和和OH向向阳阳极极移移动动，Cu2和和H向向阴阴极极移移动动；溶溶液液中中的的离离子子发发生定向移生定向移动动，形成，形成电电流。流。(3)溶溶液液中中存存在在Cu2、Cl、OH和和H，而而在在阴阴极极上上析析出出一一层层红红色色物物质质，说说明明是是Cu；阳阳极极生生成成的的有有刺刺激激性性气气味味、能能使使湿湿润润的的淀淀粉粉碘碘化化钾钾试纸变蓝试纸变蓝的气体的气体应该应该是是Cl2。变变式式训训练练1(2011年年承承德德高高一一检检测测)如如图图是是电电解解CuCl2溶溶液液的的装装置置，其其中中c、d为为石石墨墨电电极极，则则下下列有关判断正确的是列有关判断正确的是(双选双选)()Aa为负极，为负极，b为正极为正极Ba为阳极，为阳极，b为阴极为阴极C电解过程中，电解过程中，d电极质量增加电极质量增加D电解过程中，电解过程中，c电极上有气体产生电极上有气体产生解解析析：选选CD。该该题题考考查查的的是是电电解解池池的的工工作作原原理理。根根据据电电流流方方向向可可以以判判断断出出a是是电电源源的的正正极极，b是是电电源源的的负负极极；在在电电解解CuCl2溶溶液液时时，阳阳极极上上产产生生氯氯气气，阴阴极极上上析析出出铜铜单单质质，所所以以C、D选选项项正正确。确。惰性惰性电电极极电电解解电电解解质质溶液的溶液的规规律律1电电解解类类型及型及电电极反极反应应特点特点类类型型电电极反极反应应特点特点电电解水型解水型阴极：阴极：4H4e=2H2阳极：阳极：4OH4e=2H2OO2电电解解电电解解质质型型电电解解质电质电离出的阴、阳离子分离出的阴、阳离子分别别在在两极放两极放电电放放H2生碱型生碱型阴极：放出阴极：放出H2生成碱生成碱阳极：阳极：电电解解质质阴离子放阴离子放电电放放O2生酸型生酸型阴极：阴极：电电解解质质阳离子放阳离子放电电阳极：阳极：OH放放电电生成酸生成酸2.实实例例实实例例电电解物解物质质电电解解质质溶溶液液浓浓度度pH电电解解质质溶溶液复原液复原NaOH水水增大增大增大增大水水H2SO4水水增大增大减小减小水水Na2SO4水水增大增大不不变变水水HCl电电解解质质减小减小增大增大氯氯化化氢氢CuCl2电电解解质质减小减小增大增大氯氯化化铜铜NaCl电电解解质质和和水水生成新生成新电电解解质质增大增大氯氯化化氢氢CuSO4电电解解质质和和水水生成新生成新电电解解质质减小减小氧化氧化铜铜例例例例2 2 (2011年年徐徐州州高高一一检检测测)用用惰惰性性电电极极实实现现电电解解，下列下列说说法正确的是法正确的是()A电电解解稀稀硫硫酸酸溶溶液液，实实质质上上是是电电解解水水，故故溶溶液液pH不不变变B电电解解稀稀氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液，要要消消耗耗OH，故故溶溶液液pH减小减小C电电解解硫硫酸酸钠钠溶溶液液，在在阴阴极极上上和和阳阳极极上上析析出出产产物的物物的物质质的量之比的量之比为为1 2D电电解解氯氯化化铜铜溶溶液液，在在阴阴极极上上和和阳阳极极上上析析出出产产物的物物的物质质的量之比的量之比为为1 1【解析解析】电解稀硫酸溶液，实质上是电解电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，水，c(H)增大，增大，pH减小；电解稀氢氧化钠减小；电解稀氢氧化钠溶液，实质上是电解水，溶液，实质上是电解水，c(OH)增大，增大，pH增大；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，增大；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阴极析出氢气，阳极析出氧气，物质的量之阴极析出氢气，阳极析出氧气，物质的量之比为比为2 1；电解氯化铜溶液，实质上是电解；电解氯化铜溶液，实质上是电解氯化铜本身，阳极析出氯化铜本身，阳极析出Cl2，阴极析出铜，物，阴极析出铜，物质的量之比为质的量之比为1 1。【答案答案】D变变式式训训练练2 pHa的的某某电电解解质质溶溶液液中中，插插入入两两支支惰惰性性电电极极通通直直流流电电一一段段时时间间后后，溶溶液液的的pHa，则该电解质可能是，则该电解质可能是()ANaOH BH2SO4CAgNO3 DNa2SO4解解析析：选选A。电电解解前前后后，溶溶液液的的pHapHa，原原溶溶液液显显酸酸性性、碱碱性性、中中性性并并不不知知道道，但但根根据据pH的的变变化化，可可知知溶溶液液中中c(H)下下降降，c(OH)上上升升。对对于于A、B、D选选项项，均均属属于于电电解解水水类类型型，溶溶质质浓浓度度均均增增大大。NaOH溶溶液液中中c(OH)上上升升，符符合合题题意意；H2SO4溶溶液液中中c(H)增增大大，pH下下降降；Na2SO4溶溶液液中中pH不不变变，不不符符合合题题意意；对对于于AgNO3溶溶液液，属属于于放放O2生生酸酸型型，则则pH下下降，不符合降，不符合题题意。意。电电解原理的解原理的应应用用2电电解精解精炼炼如粗如粗铜铜(含含Zn、Fe、Ag、Au等等)的提的提纯纯电电解解质质溶液：含溶液：含Cu2的的盐盐溶液溶液(如如CuSO4溶液溶液)阳极阳极(