苏教化学必修2江苏专用专题2第三单元第3课时电能转化为化学能.ppt

专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 第3课时 电能转化为化学能 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 第3课时 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 课前自主学案 自主学习自主学习 一、电电能转转化为为化学能 1电电解反应实应实 例 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 2.电电解CuCl2溶液 红红 实验 装置 实验 现象 阴极：有_色固体物质析出 阳极：产生黄绿色、_气味的气 体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色 刺激性 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 3.电电解 (1)概念：电电流通过电过电 解质质溶液时时引起阴、阳两 极发发生_反应应的过过程。 (2)电电解池：将_转转化为为_的装置。 (3)电电极： 氧化还还原 电电 能 化学能 Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 正极 氧化 还原 负极 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 思考感悟 1(1)在电电解的过过程中，是否有能量变变化？如果 有，是什么形式的能量变变化？ (2)电电解与电电离有何区别别？ 【提示】 (1)有，电电能转转化为为化学能。 (2)电电离是电电解质质溶于水或熔化状态态下离解成自 由移动动离子的过过程，电电解是在电电流作用下，电电 解质质溶液中的阴、阳离子在电电极上发发生氧化还还 原反应应的过过程，电电解必须须建立在电电离的基础础上 。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 二、电电解的应应用 1制备备Na、Mg、Al、F2等活泼泼金属和非金属 如电电解熔融的氧化铝获铝获 得铝铝： 2电电解精炼铜炼铜 (1)电电解池的构成： _作阳极； _作阴极； _作 电电解液。 (2)实验实验 装置 粗铜铜 纯铜纯铜 硫酸酸化的CuSO4溶液 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 (3)电电极反应应 阳极：_、_等。 阴极：_。 (4)反应应特点 比铜铜活泼泼的金属：以_形式存在于溶液 中。 比铜铜不活泼泼的金属：形成_。 电电解过过程中电电解质质溶液浓浓度_，需及时补时补 充。 阳离子 阳极泥 降低 Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2 Cu22e=Cu 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 思考感悟 2通过电过电 解原理能否实现实现 不能自发进发进 行的反 应应CuH2SO4(稀)=CuSO4H2？ 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 自主体验自主体验 答案：B 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 答案：D 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 3下列对对如图图所示装置实验现实验现 象的描述中正 确的是( ) a电极b电极X溶液实验现象 A石墨石墨CuCl2a极质量增加，b极放出无色 气体 BFe石墨KNO3a极质量增加，b极放出无色 气体 CFeCuCuSO4a极质量增加，b极质量减少 D石墨石墨HCla、b极都放出无色气体 答案：C 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 课堂互动讲练 电电解原理 1电电解：使电电流通过电过电 解质质溶液而在阴、阳 两极引起氧化还还原反应应的过过程。 2电电解池的形成条件 (1)有两导导体作两极 (2)外加直流电电源 (3)形成闭闭合回路 (4)两极插入电电解质质溶液(或熔融电电解质质) 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 3阴、阳极的判断方法 (1)由电电源正、负负极判断。 (2)由电电极反应现应现 象判断：产产生O2或Cl2等或电电极 本身质质量减轻轻的是阳极，析出金属或H2的是阴极 。 4放电顺电顺 序 (1)若阳极材料为为惰性电电极(如石墨、Pt) 阳极：(阴离子放电电)失电电子能力：S2IBr ClOH含氧酸根离子F 阴极：(阳离子放电电)得电电子能力：AgFe3Cu2 H(浓 浓度高时时)Pb2Sn2Fe2Zn2H( 浓浓度低时时)Al3Mg2NaCa2K (2)若阳极材料为为活性电电极(除石墨、Pt、Au外的 金属电电极)，阳极放电电失电电子。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 例例1 1 以学习习小组为单组为单 位完成实验实验 ，并观观察、 记录实验现记录实验现 象。 探究过过程将两根碳棒分别别插进进U形管内的 CuCl2溶液中(稍候，若碳棒表面无明显实验现显实验现 象，可取出碳棒继续继续 下一步操作)；将两根碳 棒用导线连导线连 接后，浸入U形管内的CuCl2溶液中 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 (稍候，若碳棒表面无明显实验现象，可取出碳棒 继续下一步操作)；将两根碳棒分别跟直流电源 的正极和负极相连接，浸入U形管内的CuCl2溶液 中，再接通直流电。 实验现象阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物 质。阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的淀粉 碘化钾试纸变蓝的气体。 问题提出结合以上实验，回答下列问题： (1)CuCl2溶液中通电前离子如何运动？ (2)通电后离子如何运动？ (3)根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原 有知识分析推断两极生成物的名称。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 【解析】 通电电后，在电场电场 的作用下，带负带负 电电的Cl移向阳极，并失去电电子被氧化成氯氯原 子，进进而结结合成Cl2，电电极反应应式：2Cl2e =Cl2；带 带正电电的Cu2移向阴极，并得到 电电子被还还原成铜铜，电电极反应应式：Cu22e =Cu，生成的铜铜覆盖在阴极上。通过实验过实验 我 们发现电们发现电 解质质溶液在导电过导电过 程中有新物质产质产 生，是化学变变化。通过过上述装置实现实现 了电电能 转换为转换为 化学能的过过程。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 【答案】 (1)在CuCl2溶液中，通电电前溶液中 的Cu2、Cl等做无规则规则 的自由运动动。 (2)接通直流电电源以后，Cl和OH向阳极移动动 ，Cu2和H向阴极移动动；溶液中的离子发发生 定向移动动，形成电电流。 (3)溶液中存在Cu2、Cl、OH和H，而在 阴极上析出一层红层红 色物质质，说说明是Cu；阳极生 成的有刺激性气味、能使湿润润的淀粉碘化钾试钾试 纸变蓝纸变蓝 的气体应该应该 是Cl2。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 变式训练1 (2011年承德高一检测)如图是电解 CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下 列有关判断正确的是(双选)( ) Aa为负极，b为正极 Ba为阳极，b为阴极 C电解过程中，d电极质量增加 D电解过程中，c电极上有气体产生 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 解析：选选CD。该题该题 考查查的是电电解池的工作原 理。根据电电流方向可以判断出a是电电源的正极 ，b是电电源的负负极；在电电解CuCl2溶液时时，阳极 上产产生氯氯气，阴极上析出铜单质铜单质 ，所以C、D 选项选项 正确。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 惰性电电极电电解电电解质质溶液的规规律 1电电解类类型及电电极反应应特点 类型电极反应特点 电解水型阴极：4H4e=2H2 阳极：4OH4e=2H2OO2 电解电解质 型 电解质电离出的阴、阳离子分别在 两极放电 放H2生碱型阴极：放出H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电 阳极：OH放电生成酸 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 2.实实例 实例电解物质电解质溶 液浓度 pH 电解质溶 液复原 NaOH水增大增大水 H2SO4水增大减小水 Na2SO4水增大不变水 HCl电解质减小增大氯化氢 CuCl2电解质减小增大氯化铜 NaCl电解质和 水 生成新电 解质 增大氯化氢 CuSO4电解质和 水 生成新电 解质 减小氧化铜 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 例例2 2 (2011年徐州高一检测检测 )用惰性电电极实现电实现电 解，下列说说法正确的是( ) A电电解稀硫酸溶液，实质实质 上是电电解水，故溶液 pH不变变 B电电解稀氢氢氧化钠钠溶液，要消耗OH，故溶液 pH减小 C电电解硫酸钠钠溶液，在阴极上和阳极上析出产产 物的物质质的量之比为为12 D电电解氯氯化铜铜溶液，在阴极上和阳极上析出产产 物的物质质的量之比为为11 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 【解析】 电解稀硫酸溶液，实质上是电解 水，c(H)增大，pH减小；电解稀氢氧化钠 溶液，实质上是电解水，c(OH)增大，pH 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 比为21；电解氯化铜溶液，实质上是电解 氯化铜本身，阳极析出Cl2，阴极析出铜，物 质的量之比为11。 【答案】 D 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 变式训练2 pHa的某电解质溶液中，插入两 支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH a，则该电解质可能是( ) ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO4 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 解析：选选A。电电解前后，溶液的pHapH a，原溶液显显酸性、碱性、中性并不知道，但 根据pH的变变化，可知溶液中c(H)下降，c(OH )上升。对 对于A、B、D选项选项 ，均属于电电解水 类类型，溶质浓质浓 度均增大。NaOH溶液中c(OH) 上升，符合题题意；H2SO4溶液中c(H)增大， pH下降；Na2SO4溶液中pH不变变，不符合题题意 ；对对于AgNO3溶液，属于放O2生酸型，则则pH 下降，不符合题题意。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 电电解原理的应应用 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 2电电解精炼炼 如粗铜铜(含Zn、Fe、Ag、Au等)的提纯纯 电电解质质溶液：含Cu2的盐盐溶液(如CuSO4溶液) 阳极(粗铜铜)：Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Cu2e=Cu2 阴极(纯铜纯铜 )：Cu22e=Cu 电电解过过程中，活泼泼性比Cu弱的Ag、Au不放电电 ，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯纯Ag、Au)，电电 解质质溶液中c(Cu2)会不断减小，应应定期更换电换电 解质质溶液。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 例例3 3 电电解原理在化学工业业中有广泛应应用。图图 中表示一个电电解池，装有电电解液a；X、Y是两块块 电电极板，通过导线过导线 与直流电电源相连连。请请回答以 下问题问题 ： 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 (1)若X、Y都是惰性电电极，a是饱饱和NaCl溶液， 实验实验 开始时时，同时时在两边边各滴入几滴酚酞试酞试 液 ，则则 电电解池中X极上的电电极反应应式为为 _，在X极附近观观察到的实验实验 现现象是 _ _； Y电电极上的电电极反应应式为为 _ _， 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 检验该电检验该电 极反应产应产 物的方法是 _ _ _。 (2)如要用电电解方法精炼炼粗铜铜，电电解液a选选用 CuSO4溶液，则则 X电电极的材料是_，电电极反应应式为为 _ _； Y电电极的材料是_，电电极反应应式为为 _ _。 (说说明：杂质发杂质发 生的电电极反应应不必写出) 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 【解析】 电电解饱饱和NaCl溶液时时，H移向阴极 得电电子生成氢氢气，2H2e=H2，促进进了水 的电电离，阴极附近呈碱性，使溶液变红变红 。Y极上 Cl失电电子，2Cl2e=Cl2，用KI-淀粉试试 纸检验纸检验 。粗铜铜精炼时炼时 ，粗铜铜作阳极，粗铜铜是活 性电电极，失电电子，Cu2e=Cu2，纯铜纯铜 作阴 极，Cu22e=Cu。 【答案】 (1)2H2e=H2 溶液变红变红 2Cl2e=Cl2 把湿润润的KI-淀粉试纸试纸 放 在Y电电极气体出口处处，试纸变蓝试纸变蓝 色 (2)纯铜纯铜 Cu22e=Cu 粗铜铜 Cu2e=Cu2 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 变变式训练训练 3 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 据此回答下列问题问题 ： (1)电电解熔融氢氢氧化钠钠制钠钠，阳极发发生电电极反应应 为为 _ _ _ _。 (2)若戴维维法与盖吕萨吕萨 克法制得等量的钠钠，则则两 反应应中转转移的电电子总总数之比为为_。 (3)目前工业业上常用电电解熔融氯氯化钠钠法制钠钠(如图图) ，电电解槽中石墨极为为_极，铁为铁为 _ 极。 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 答案：(1)4OH4e=2H2OO2 (2)12 (3)阳 阴 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 探究整合应用 原电电池和电电解池的比较较和判断 1原电电池和电电解池的区别别和联联系 内容原电池电解池 装置图 定义 将化学能转变 为电能的装置 将电能转化为 化学能的装置 专题2 化学反应与能量转换 课 前 自 主 学 案 课 堂 互 动 讲 练 知 能 优 化 训 练 探 究 整 合 应 用 返回 内容原电池电解池 形成条件活动性不同的两电极(连 接)；电解质溶液(电极插 入其中并与电极自发反应) ；形成闭合回路 两电极接直流电源 ；两电极插入电解 质溶液；形成闭合 回路 两电极规 定及反应 负极：较活泼金属，发生氧 化反应；正极：较不活泼金 属(或能导电的非金属)，发 生还原反应 阴极：与电源负极相 连，发生还原反应。 阳极：与电源正极相 连，发生氧化反应 电