电能转化为化学能4

电能转化为化学能,在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？,电解水,水,H2、O2,电解食盐水,H2O、NaCl,NaOH 、H2 、 Cl2,电解融熔 氯化钠,NaCl,Na、 Cl2,电解融熔 氧化铝,Al2O3,Al 、 O2,在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。,（1）接电源负极的石墨棒上有 ， 电极反应为。（2）接电源正极的石墨棒上有 ， 电极反应为。 （3）电解反应的化学方程式。 （4）在上述电解反应中，被氧化的物质是， 被还原的物质是。（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，有什么不同？为什么？,有铜析出,Cu2+ + 2e- = Cu,有Cl2放出,2Cl- - 2e- = Cl2,CuCl2,CuCl2,因参与电解的微粒不同。,三.电解原理及电解池,3.电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。,构成电解池有什么条件？,构成条件: （1）与外加电源相连的两个电极 （2）有电解质溶液 （3）形成闭合回路,1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧 化还原反应的过程.,2.电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽,电解原理工作示意图,比较原电池、电解池的异同点。,原电池、电解池的比较,电解质溶液,原电池与电解池的比较,阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应,阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应,4. 电极的判断,5. 电子、离子的流向,电子从阳极通过电源流向阴极阳离子在电解质溶液中移向阴极阴离子在电解质溶液中移向阳极,通电前,通电后,通电前后溶液里离子移动示意图,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸 A B C D,例题1：下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ）,B,C D,怎样区分原电池、电解池？,原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；,多池组合判断： 无外电源：一池为原电池，其余为电解池； 有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池。,(05上海)10、关于如图所示装置的叙述，正确的是 （ ）A、铜是阳极，铜片上有气泡产生B、铜片质量逐渐减少C、电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原,D,高考题例析,（2002广东10）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应,高考题例析,B C,（05全国卷I）11关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性,B,（2003上海16右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是A.a为负极、b为正极 B.a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，氯离子浓度不变,C,（1）阳离子放电顺序,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+(H+)一般水溶液里只考虑此部分,Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+浓度大时排在 H+前面,Al3+Mg2+Na+ Ca2+ K+ 在水溶液里不放电,只在熔化状态下放电,（2）阴离子放电顺序,S2IBrClOH一般水溶液里只考虑此部分,NO3SO42CO32F 在水溶液里不放电,例：电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质是 （ ） A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2 C.H2和O2 D.Cu和O2,B,（2）活泼金属的冶炼钠的制取镁的制取铝的制取,总反应式 : 2NaCl 2Na+Cl2,总反应式 : MgCl2 Mg+Cl2,总反应式 : 2Al2O3 2Al+3O2,（1）氯碱工业电解饱和食盐水,5.电解原理的应用,？完成上述反应的电极反应式,（3）电镀铜,(1) 电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。,(2) 电镀池的形成条件 阴极：待镀金属制品 阳极：镀层金属 电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液,实验现象,阳极：阴极：,铜变小,有红色固体产生,反应方程式,Cu2e- Cu2+,Cu2+2e-Cu,（2）电镀液的组成及酸碱性不会变化,实例：在铁件上镀铜,讨论：与用石墨电极电解氯化铜溶液比较，有哪些不同？,（1）阳极反应不同,（4）铜的电解精炼,、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜为阴极， 以CuSO4溶液为电解液进行电解,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu,长时间电解后必须补充电解液,粗铜,纯铜,电解精炼铜的原理示意图：,e-,纯铜作阴极，粗铜作阳极；,e-,e-,硫酸铜溶液作电解液,（05天津）12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Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e- = NiB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Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D,高考题例析,电解产物,电解池的构造,电极材料,离子放电顺序,电极反应,总反应式,分析电解问题的基本思路,6.电极产物的判断及电极反应的书写,阳极:先看电极后看溶液 (1) 活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂) (2) 惰性电极:溶液中阴离子失去电子, 失电子能力为: S2- I - Br - Cl - OH - 含氧酸根F-阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为: Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ （酸） Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ （水） Al3+ Mg2+ ,(1)阴极：发生还原反应,两极的电极反应规律,若为惰性电极（C、Pt)，电解质溶液中阴离子失电子。若为金属电极，电极失电子,被腐蚀。,(2)阳极：发生氧化反应,通电前,结论,通电时,溶液中有哪些离子,离子定向移动、两极现象,分析电解产物,用惰性电极电解,(2000广东21)用铂电极（情性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是 A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液 C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO3,A C,高考题例析,（2004广东11）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pHa，则该电解质可能是A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4,A,(2003江苏16)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,D,高考题例析,（2002上海16）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是A.a为正极，b为负极；NaClO和NaClB.a为负极，b为正极；NaClO和NaClC.a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl,B,高考题例析,高考题例析,（2000全国18）下列关于实验现象的描述不正确的是A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快,C,（2004全国1-27）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式是 。在X极附近观察到的现象是 。Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。,2H+ + 2e - = H2,放出气体，溶液变红。,2Cl - - 2e - = Cl2,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。,高考题例析,高考题例析电化学综合题,如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是 ，电极反应式是 。Y电极的材料是 ，电极反应式是 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）,纯铜,Cu2+ + 2e - = Cu,Cu - 2e - = Cu2+,粗铜,16.（上海理综35、36、38）化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是 以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能 A B C D ,B,高考题例析电化学综合题,（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 (3)另一种常用的电池是锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7，由于它的比容量（单位质量电板材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成；电池总反应可表示为：LiMnO2LiMnO2试回答：锂电池比容量特别大的原因是 锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因,Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液。,锂的摩尔质量小,2Li2H2OLiOHH2,O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH PH,例2：用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol,则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A,电子守恒法在电化学计算中的运用,如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：,电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。,用惰性电极电解电解质溶液规律,(1)