高三化学电能转化为化学能PPT课件

,1.下列说法正确的是A钢铁发生电化腐蚀的正极反应式为：Fe3eFe3B甲醇碱性燃料电池的负极反应式为：O22H2O4e-4OHC铁片镀铜时，铁片与电源正极相连D用惰性电极电解硫酸钠溶液，电解过程中溶液的pH保持不变,课前体验,【解析】考查有关电化学的基本概念。A项铁做负极，生成+2价亚铁离子；B项甲醇为负极；C项铁片（镀件）与电源负极相连；D项实质是电解水，溶液PH不变。,2.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,课前体验,【解析】考查电解原理的应用。A项阳极应发生氧化反应；C项溶液中阳离子主要为Ni2。根据金属放电顺序，阳极反应为：Zn-2eZn2、Fe-2eFe2、Ni-2eNi2。Cu、Pt在该条件下不失电子；阴极反应：Ni22eNi。Zn2、Fe2在该条件下不得电子。因Fe、Zn、Ni的相对原子质量不等，当两极通过的电量相等时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。,2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-。）,课前体验,2Cl-+2e-Cl2,电极a产生的气体由黄绿色变成无色。,3.某课外学习小组用右图所示的装置进行实验，a、b为石墨电极，烧杯中盛放的是等浓度的CuCl2和NaCl的混合溶液。观察到实验过程可分为三个阶段：,课前体验,3.某课外学习小组用右图所示的装置进行实验，a、b为石墨电极，烧杯中盛放的是等浓度的CuCl2和NaCl的混合溶液。观察到实验过程可分为三个阶段：,增大,这时的溶质是氢氧化钠，实质是水被电解，溶液越来越浓，pH越来越大。,0.06,部分氯气与NaOH溶液反应，少量氯气溶于水。,课前体验,探究电解过程中有关实验现象。CuCl2Cu2+2Cl-，NaClNa+Cl-，H2OHOH，根据溶液中离子的放电顺序：阳极Cl-OH-；阴极Cu2+H+Na+。开始阶段，阳极：2Cl-2e-Cl2,阴极：Cu2+2e-Cu，总反应为：CuCl2电解Cu+Cl2；当阴极上Cu2+完全放电后，2H+2e-H2，而阳极产生Cl2；总反应为：2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2+Cl2；第三阶段电解NaOH溶液，实质电解水，使NaOH溶液浓度增大，pH增大；当第二阶段结束时，阴极产生0.02molH2，可知原溶液中含NaCl0.04mol，因为题中告知NaCl和CuCl2等物质的量，所以原溶液中含有CuCl2的物质的量也为0.04mol，则共含：n(Cl-)=0.12mol，所以产生Cl2为0.06mol。由于产生的Cl2与NaOH反应、少量Cl2溶解等，实际逸出的气体明显偏少。,【解析】,课前体验,4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法，右下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后一段时间，在A电极附近有深色沉淀物沉积下来，在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：,阴极和阳极,铝,碳,吸附,Na2SO4,课前体验,Fe-2e-Fe2+、4OH-4e-2H2O+O2、,4Fe2+O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+,4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法，右下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后一段时间，在A电极附近有深色沉淀物沉积下来，在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：,课前体验,考查电解原理在日常生活中的应用。基本原理：铁做阳极材料，石墨、铝、铜等做阴极材料，阳极：Fe-2e-Fe2+，阴极：2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-）；阳极产生的Fe2+被O2氧化、水解，生成Fe(OH)3胶体可吸附污水中的悬浮物而沉降；为增强水的导电性，可以加入少量电解质如Na2SO4等不参与电极反应的物质，增大溶液中的离子浓度。,【解析】,典例精析,【例1】取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是（）Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小,【解析】考查电解原理的应用与元素及其化合物的性质。a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl-2e-Cl2，Cl2+H2OHCl+HClOb为阴极，2H2O2e-H22OH，则水为氧化剂，b极附近的pH增大。,D,典例精析,【例1】取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是（）Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小,D,【评注】将食盐水的电解原理、电解产物与氧化还原关系相结合，考查化学科学素养。,利用右图所示装置制取Fe(OH)2，通电后溶液中产生的白色沉淀能保持较长时间不变色。下列说法错误的是()A烧碱溶液注入容器前，需预先煮沸B甲电极上有氢气冒出C只能用铁作甲电极和乙电极D可用食盐水代替烧碱溶液,典例精析,【解析】铁做阳极，阳极的铁因失去电子而溶解，阴极受保护，可以用石墨、铜等做电极材料；电解时阳极发生：Fe-2e-Fe2+；阴极发生：2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-）；Fe2+2OH-Fe(OH)2，为防止Fe(OH)2被氧化，所以要预先将溶液中溶解的氧气除去；若用食盐水代替NaOH溶液，由于阴极区H+不断放电，同时产生OH-，可以观察到同样现象。,C,变式1,【解析】考查电解原理的有关定量计算。溶液中n(Cu2+)=2mol，Cu2H+2e-，当通过0.5mol电子时，产生0.5molH+和0.25molCu；当调换电极所接电源的正、负极时，阳极：Cu-2e-Cu2+，4OH-4e-2H2O+O2（或2H2O-4e-O2+4H+），阴极：Cu2+2e-Cu；根据电子守恒：n(Cu)2+n(H+)1=1mol，即：0.25mol2+n(H+)=1mol，则n(H+)=0.5mol,c(H+)=(0.5+0.5)mol/2L=0.5mol/L。,典例精析,【例2】用惰性电极电极2L1mol/L的硫酸铜溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换电极所接电源正负电极，电路中又通过1mol电子，此时溶液中c(H+)约为（假设通电后溶液体积不变）（）A.0.5mol/LB.0.75mol/LC.1.0mol/LD.1.5mol/L,A,【例2】用惰性电极电极2L1mol/L的硫酸铜溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换电极所接电源正负电极，电路中又通过1mol电子，此时溶液中c(H+)约为（假设通电后溶液体积不变）（）A.0.5mol/LB.0.75mol/LC.1.0mol/LD.1.5mol/L,典例精析,A,【评注】电子守恒原理是解决有关电化学计算的基本方法。,甲、乙两同学，均用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1molCuO和0.1molCu(OH)2后，都恰好恢复到电解前的浓度和pH。则甲、乙在电解过程中转移的电子数之比为()A.11B.12C.13D.14,典例精析,变式2,【解析】加入0.1molCu(OH)2，相当于加入0.1molCuO和0.1molH2O，根据电子守恒：转移的电子数为：n(CuO)2+n(H2O)2=0.4mol，所以甲、乙电解过程中转移的电子数之比为12。,B,方法指导,1.电解电极产物的判断方法：阳极：先看电极材料，再看阳离子。阳极放电顺序：金属电极（除Pt、Au外）S2-I-Br-Cl-OH-高价含氧酸根离子F-。阴极：只看溶液中阴离子。阴极放电次序一般为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+（浓度会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中c(Zn2+)c(H+),放电次序(Zn2+H+）,方法指导,2.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律：,方法指导,2.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律：,方法指导,3.电解后溶液pH的变化规律：先看原溶液的酸碱性，再看电解产物：放H2生碱型：pH变大；放O2生酸型：pH变小；放出O2和H2（电解水型）：a若原溶液呈酸性则pH减小；b若原溶液呈碱性pH增大；c若原溶液呈中性pH不变；既无O2产生又无H2产生（电解电解质型）：溶液的pH均向7靠近。,方法指导,4.电解有关计算：根据电解方程式或电极反应式中转移的电子数目守恒列等式求解。（1）根据串联电路中各电极得失电子数相等，即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。（2）根据电极反应式或电解方程式列比例式求解。常见的电极反应：阳极：2Cl-2e-Cl2；4OH-4e-2H2O+O2；阴极：Ag+e-Ag；Cu2+2e-Cu；2H+2e-H2；根据电子守恒关系：4H+O22Cl22Cu4Ag2H24OH-4e-,高考回放,A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色,1（2008全国）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是(),D,【解析】通过实验现象的分析，考查有关电解基本知识的掌握，并结合电离平衡移动原理，判断阳极和阴极区溶液pH的变化。Na2SO42Na+SO42-，H2OH+OH-，SO42-和OH-移向b电极，Na+和H+移向a电极，在b电极上：4OH-4e-2H2OO2，在a电极上：2H+2e-H2，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H+放电，所以a电极附近的c(OH-)c(H+)，滴加石蕊试液a电极附近溶液变蓝色，同理，b电极附近溶液变红色。,高考回放,高考回放,2（2007江苏）某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()A电解过程中，