《高一化学课件：2.3.2《化学能与电能的转化》（苏教版必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一化学课件：2.3.2《化学能与电能的转化》（苏教版必修2）（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2课时电能转化为化学能课时电能转化为化学能1初步初步认识电认识电解反解反应应原理及装置。原理及装置。2能能够够正确正确书书写写电电极反极反应应式。式。3能根据原能根据原电电池、池、电电解池的构成条件解池的构成条件识别识别原原电电池、池、电电解池。解池。4认识电认识电解原理在解原理在电电解解饱饱和食和食盐盐水、水、电电解氧解氧化化铝铝、电镀电镀和和铜铜的的电电解精解精炼炼中的中的应应用。用。5了解可用了解可用电电解法制解法制备备一些活一些活泼泼金属金属单质单质和和非金属非金属单质单质。一、一、电电能能转转化化为为化学能化学能1电解反应实例电解反应实例2.电解电解CuCl2溶液溶液实验实验装置
2、装置实验实验现现象象阴极阴极:_阳极阳极:_反反应应方程方程式式阴极阴极:_阳极阳极:_总总反反应应:_有有红红色固体物色固体物质质析出析出产产生黄生黄绿绿色、刺激性气味的气体色、刺激性气味的气体,湿湿润润的淀粉碘化的淀粉碘化钾试纸变蓝钾试纸变蓝Cu22e=Cu2Cl2e=Cl23.电解电解(1)概念概念:电流通过电解质溶液时引起阴、阳两电流通过电解质溶液时引起阴、阳两极发生极发生_反应的过程。反应的过程。(2)电解池电解池:将将_转化为转化为_的装置。的装置。(3)电极电极氧化氧化还还原原电电能能化学能化学能二、二、电电解的解的应应用用1.制备制备Na、Mg、Al、F2等活泼金属和非金属等活
3、泼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.电解精炼铜电解精炼铜(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。粗粗铜铜纯铜纯铜硫酸酸化的硫酸酸化的CuSO4溶液溶液(2)实验实验装置装置(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_的金属的金属:以阳离子形式存在于溶以阳离子形式存在于溶液液中。中。比比铜铜_的金属的金属:形成阳极泥。形成阳极泥。电电解解过过程中程中电电解解质质溶液溶液浓浓度度_,需及需及时时补补充。充。Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2Cu22e=Cu活活泼泼不活
4、不活泼泼降低降低学生交流学生交流【提示提示】构成电解池的条件构成电解池的条件:(1)外接电源；外接电源；(2)两个电极两个电极:阳极连电源的正极阳极连电源的正极,阴极连电源的阴极连电源的负极；负极；(3)电解质溶液；电解质溶液；(4)形成闭合回路。形成闭合回路。电解原理电解原理:以电解以电解CuSO4溶液为例溶液为例电电解解时电时电极极产产物如何判断？物如何判断？(2)阴极阴极产产物的判断物的判断直接根据阳离子放直接根据阳离子放电顺电顺序序进进行判断行判断,阳离子放阳离子放电电顺顺序序:Hg2AgFe3Cu2HFe2Zn2【解析解析】用惰性电极电解用惰性电极电解NaCl溶液溶液,其电极反其电极
5、反应分别为应分别为:阴极阴极:2H2e=H2阳极阳极:2Cl2e=Cl2,由于由于a极出现了双色同心圆极出现了双色同心圆,内圆内圆为白色为白色,外圈呈浅红色外圈呈浅红色,则则a极为电解池的阳极极为电解池的阳极,因因为产生的为产生的Cl2与水反应生成与水反应生成HCl和和HClO,HCl使使pH试纸显红色试纸显红色,HClO具有漂白性使具有漂白性使pH试纸褪色试纸褪色,b极为阴极极为阴极,H得电子产生得电子产生H2,H来源于来源于H2O的的电离电离,因此在因此在b极又同时生成了极又同时生成了OH,因此因此b极附极附近近pH增大。增大。【答案答案】D【点评点评】该题主要考查电解池电极反应及电该题主
6、要考查电解池电极反应及电极名称的判断。极名称的判断。【答案答案】D师生互动师生互动【提示提示】原电池和电解池的区别和联系原电池和电解池的区别和联系内容内容原电池原电池电解池电解池装装置置图图定定义义将化学能转变为电能的将化学能转变为电能的装置装置将电能转化为化学将电能转化为化学能的装置能的装置形成形成条件条件活动性不同的两电极活动性不同的两电极(连接连接)；电解质溶液电解质溶液(电极插入其中并与电电极插入其中并与电极自发反应极自发反应)；形成形成闭合回路闭合回路两电极直流电源；两电极直流电源；两电极插入电解两电极插入电解质溶液；质溶液；形成闭形成闭合回路合回路两两电电极极规规定及定及反反应应负
7、极负极:较活泼金属较活泼金属,发生发生氧化反应；正极氧化反应；正极:较不较不活泼金属活泼金属(或能导电的或能导电的非金属非金属),发生还原反应发生还原反应阴极阴极:与电源负极与电源负极相连相连,发生还原反应发生还原反应阳极阳极:与电源正极与电源正极相连相连,发生氧化反应发生氧化反应电电子子流向流向负极负极导线导线正极正极负极负极阴极阴极阳离子阳离子正极正极阳极阳极阴离子阴离子电电解解质质溶溶液液浓浓度的度的变变化化变小变小变小变小A.A池池为电为电解装置解装置B.C池池为为原原电电池装置池装置C.A池池铜铜棒上的棒上的电电极反极反应为应为2H2e=H2D.当当A池池产产生生0.05 mol H
8、2时时,B池中溶液池中溶液OH的的浓浓度度为为0.05 mol/L【思路点拨思路点拨】解答本题需要明确以下两点解答本题需要明确以下两点:(1)根据电极金属性的差异判断出原电池。根据电极金属性的差异判断出原电池。(2)闭合回路中电极连接顺序是闭合回路中电极连接顺序是:负极负极阴极阴极阳阳极极阴极阴极阳极阳极正极正极负极。负极。【答案答案】C【提示提示】在在C池中池中,金属银作阳极金属银作阳极,电极反应式电极反应式为为:Age=Ag,金属铜作阴极金属铜作阴极,电极反应式电极反应式为为:Age=Ag,当当A池产生池产生0.05 mol H2时时,转转移电子的物质的量为移电子的物质的量为0.1 mol
9、,生成的生成的Ag也为也为0.1 mol,所以所以Cu电极的质量增加电极的质量增加0.1 mol108 g/mol10.8 g。1.知识小结知识小结2.规律点拨规律点拨电解原理的考查是高考命题的热点之一电解原理的考查是高考命题的热点之一,溶液中溶液中离子的放电顺序是同学们认识这类问题的难点离子的放电顺序是同学们认识这类问题的难点之一。之一。(1)在水溶液中因有在水溶液中因有OH存在存在,所以含氧酸根离所以含氧酸根离子一般不放电子一般不放电,OH的放电反应为的放电反应为4OH4e=2H2OO2。(2)在水溶液中因有在水溶液中因有H存在存在,所以排在氢前的金所以排在氢前的金属离子一般不放电。属离子
10、一般不放电。(3)Fe3在水溶液中放电生成在水溶液中放电生成Fe2,而不是生成而不是生成Fe。1.若某若某电电能与化学能的能与化学能的转转化装置化装置(电电解池或原解池或原电电池池)中中发发生的生的总总反反应应的离子方程式是的离子方程式是:Cu2H=Cu2H2,则则下列关于下列关于该该装置的有关装置的有关说说法法正确的是正确的是()A.该该装置可能是原装置可能是原电电池池,也可能是也可能是电电解池解池B.该该装置只能是原装置只能是原电电池池,且且电电解解质质溶液溶液为为硝酸硝酸C.该该装置只能是装置只能是电电解池解池,且金属且金属铜为该电铜为该电解池的解池的阳极阳极D.该该装置只能是原装置只能
11、是原电电池池,电电解解质质溶液不可能是溶液不可能是盐盐酸酸【解析解析】该反应不能自发反应该反应不能自发反应,只有在外加电只有在外加电源的条件下发生源的条件下发生,故该装置为电解池故该装置为电解池,且铜作阳极。且铜作阳极。【答案答案】C2.下列描述中下列描述中,不符合生不符合生产实际产实际的是的是()A.电电解熔融的氧化解熔融的氧化铝铝制取金属制取金属铝铝,用用铁铁作阳极作阳极B.电电解法精解法精炼炼粗粗铜铜,用用纯铜纯铜作阴极作阴极C.电电解解饱饱和食和食盐盐水制水制烧烧碱碱,用涂用涂镍镍碳碳钢钢网作阴极网作阴极D.在在镀镀件上件上电镀锌电镀锌,用用锌锌作阳极作阳极【解析解析】电解法制铝时电解
12、法制铝时,阳极发生阳极发生2O24e=O2,应用惰性电极作阳极应用惰性电极作阳极,若用铁作阳极若用铁作阳极,则则阳极发生阳极发生Fe2e=Fe2,故故A不符合生产实不符合生产实际。际。【答案答案】Aa极板极板b极板极板X电电极极Z溶液溶液A锌锌石墨石墨负负极极CuSO4B石墨石墨石墨石墨负负极极NaOHC银银铁铁正极正极AgNO3D铜铜石墨石墨负负极极CuCl2【解析解析】a极质量增加极质量增加,必定是金属在必定是金属在a极析出极析出,a极一定是阴极。极一定是阴极。B选项选项Z溶液为溶液为NaOH,无金属无金属析出析出,被排除。又因为被排除。又因为b极有无色无臭气体生成极有无色无臭气体生成,只
13、能是只能是O2,而而D选项电解选项电解CuCl2溶液溶液,阳极要析出阳极要析出Cl2,D选项被排除。在选项被排除。在A、C选项中选项中,根据电极名根据电极名称称,X应当作为电源的负极。应当作为电源的负极。【答案答案】A4.甲、乙两个甲、乙两个电电解池均以解池均以Pt为电为电极极,且互相串且互相串联联,甲池盛有甲池盛有AgNO3溶液溶液,乙池盛有一定量的某乙池盛有一定量的某盐盐溶溶液液,通通电电一段一段时间时间后后,测测得甲池中的得甲池中的电电极极质质量增量增加加2.16 g,乙池的乙池的电电极上析出极上析出0.24 g金属。金属。则则乙池乙池中中电电解解质质可能是可能是()A.CuSO4 B.
14、MgSO4C.Al(NO3)3 D.Na2SO4【解析解析】根据电解时离子的放电顺序规律根据电解时离子的放电顺序规律,活活泼金属离子放电一定是在泼金属离子放电一定是在H之后之后,所以在电解所以在电解MgSO4、Al(NO3)3、Na2SO4溶液时溶液时,均不会析均不会析出金属镁、铝或钠出金属镁、铝或钠,惟有在电解惟有在电解CuSO4溶液时才溶液时才会析出金属会析出金属Cu。针对题给数据。针对题给数据,依据电子得失依据电子得失守恒守恒,若由甲池的电极上析出若由甲池的电极上析出2.16 g Ag,则应在则应在乙池的电极上析出乙池的电极上析出0.64 g Cu,而题中只析出而题中只析出0.24 g金
15、属金属,说明说明CuSO4溶液中溶液中Cu2的含量较少的含量较少,这样这样除有除有Cu析出外析出外,还有还有H2产生。产生。【答案答案】A5.采用惰性采用惰性电电极从极从NO、SO、Cl、Cu2、Ba2、Ag、H等离子中等离子中选选出适当的离子出适当的离子组组成成电电解解质质,并并对对其溶液其溶液进进行行电电解。解。(1)若两极分若两极分别别放出放出H2和和O2,电电解解质质的化学式的化学式为为_。(2)若阴极析出金属若阴极析出金属,阳极放出氧气阳极放出氧气,电电解解质质的化的化学式学式为为_。(3)若两极分若两极分别别放出气体放出气体,且体且体积积比比为为1 1,电电解解质质的化学式的化学式
16、为为_。【解析解析】组成的电解质一般是可溶性的强电组成的电解质一般是可溶性的强电解质解质,根据电解规律逐一判定组合根据电解规律逐一判定组合,即可得出答即可得出答案。案。【答案答案】(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2(1)电电源源A的的a端端为为_极。极。(2)滤纸滤纸B上上发发生的生的总总反反应应方程式方程式为为_。(3)欲在欲在电镀电镀槽中槽中实现铁实现铁上上镀锌镀锌,接通接通K点点,使使c、d两点短路两点短路,则电则电极极e上上发发生的反生的反应为应为_,电电极极f上上发发生的反生的反应为应为_,槽中盛放的槽中盛放的电镀电镀液可以是液可以是_或或_(只要求填两种只要求填两种电电解解质质溶液溶液)。【解析解析】c点显红色点显红色,说明在说明在c点产生了碱点产生了碱,根据根据电解饱和食盐水的原理可知电解饱和食盐水的原理可知c点为阴极点为阴极,则和电则和电源相连的一极为负极源相连的一极为负极,所以所以a极为正极。极为正极。B上发上发生的即是电解饱和食盐水的反应。根据电镀原生的即是电解饱和食盐水的反应。根据电镀原理理,镀层金属放在阳极镀层金属放在阳极,被镀物件放在阴极被镀物件放在阴极,再确再确定所发生的反应。定所发生的反应。同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
