电能转化为化学能02

1、电能转化为化学能02【学习目标】1、掌握电解池工作原理，准确书写电极反应式，电池总反应方程式 2、小组合作探究应用电解原理解决实际生产问题及其有关的简单计算【教学过程】一、电解原理：电解熔融的氯化钠离子在电场中的 是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的和分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有，Na在这个电极上得到电子，被还原成钠原子：；而与电源正极相连的电极带有，Cl在将电子转移给这个电极，自身被氧化成，最终生成：。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应：。电解的定义在的作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程。

2、 要点强化指导3. 电解池的含义将转化为的装置被称为电解池。4. 电解过程中的能量变化在电解过程中，电源向反应体系提供能，电能转化为能而“储存”在反应物中。5. 电解池的电极：按照电化学规定，电解池中的两个电极是极、极，发生的电极叫做阳极（阳极与电源的相连）；发生的电极叫做阴极（阴极与电源的极相连）。6. 构成电解池的条件：(1) (2) (3) (4) 【练习1】分析下图，属于电解池的有（ ） 【练习2】下列说法正确的是（ ）电解是把电能转变成化学能； 电解是化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学变化； 任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生； 合作探究1：电极与电子的移动方向有怎样的特点

3、？2.电极与溶液（或熔融电解质）中的离子移动7.电极反应及其反应式的书写（1）电极反应的含义在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个上分别进行的。每个电极上或是发生电子的变化，或是发生电子的变化，分别相当于的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生反应，阴极上发生反应。【练习3】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【练习4】下列关于电解槽的叙述不正确的是（ ） A与电源正极相连的是电解槽的阴极 B与电源负极相连的是

4、电解槽的阴极C在电解槽的阳极上发生氧化反应 D电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极要点强化指导（2）放电顺序：（1）用惰性材料作电极时，阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是 。阳离子在 极上放电，常见的阳离子的放电顺序是 （2）阳极材料是活性电极（除 _、_之外的金属）时，阳极本身优先失电子被氧化。【小结】 1、书写电解池的电极反应步骤2. 电解池阴阳极的判断方法【练习1】电解下列物质的水溶液时，在阴极区无金属析出的是（ ） AAgNO3 BCuCl2 CNaOH DCaCl2【练习2】用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是（ ）AH2和Cl2

5、 BCu和Cl2 CH2和O2 DCu和O2 【练习3】下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中，正确的是（ ） A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相同二、酸、碱、盐溶液以及熔融物的电解规律表（惰性电极）电 解 质类 别电 解对 象实 例浓度变化复原所加物质电极反应总反应强碱NaOH含氧酸H2SO4氢前金属含氧酸盐Na2SO4无氧酸（HF除外）HCl氢后金属无氧酸盐CuCl2氢前金属无

6、氧酸盐NaCl氢后金属含氧酸盐CuSO4电解熔融物质Al2O3典型例题【例1】下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附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Na2SO4溶液C. a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D. a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【例2】某同学为了使反应2HCl2Ag2AgClH2能进行，设计了如下图所示四个实验，你认为可行的是()【例3】从H、Cu2、Na、SO42、Cl五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：(1)以碳棒为电

7、极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是_。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是_。稀H2SO4石墨Cu Cu u(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是_。通电【例4】某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 （ ） A、电解初期，主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2B、电解过程中，铜电极上有H2产生C、电解一定时间后，石墨电极上不会有铜析出D、整个电解过程中，H+ 浓度不断增大跟踪训练1、用铂电极（惰性）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

8、、HCl溶液 C、酸性MgSO4溶液D、酸性AgNO3溶液二、电解的应用1、 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）下图表示一个电解池，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。若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）分析产生这种现象的原因。 现象电极反应式阳极  阴极  化学方程式 2、 铜的电解精炼粗铜中含有的杂质通常为 等。电解时，粗铜与直流

9、电源的 极相连，作 极，该电极的主要反应为 ，副反应为 。用 接直流电源的 极，作 极，该电极的主要反应为 ，用 作电解液。电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ，阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。 3、电镀 电镀时，电镀液通常采用 溶液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的 极相连，作 极；而用 _或_ _ 作 极，与直流电源的 极相连。例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 阴极反应式为 ，电镀液中Cu2+的浓度 4、电解法冶炼活泼金属 Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。写出有关方程式 、 、 【典型例题】【例1】在铜的精炼过程 中，下列说法

10、错误的是（ ）A、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化 B、阴极上首先析出铜C、粗铜不断溶解 D、电解溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液【例2】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，溶液呈棕黄色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【例3】某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A铅笔端作阳极，发生还原反

11、应 B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生 Da点是负极，b点是正极【例4】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+ + 2eNiB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【例5】如图为相互串联的甲乙两个电解池，E、F为直流电源的两个电极。乙池溶液是滴有酚酞的食盐水电解过程中，发现电极D附近先变红。请回答： 电源E极为 极

12、。甲池若为精炼铜的装置，A极是 极，材料是 ，电极反应为 ；B极是 极，材料是 ，电极反应为 ，电解质溶液为 。若甲池阴极增重12.8g，则乙池阴极放出气体在标准状况下的体积为 。【变式训练1】下列关于铜电极的叙述，正确的是（ ） A铜锌原电池中铜是负极 B用电解法精炼铜时，粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 D电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极【变式训练2】(2011·全国II卷)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()ACuSO4BH2OCCuODCuSO4·5H2O电解的有关计算有关电解的计算通常

13、是某些产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的PH值、物质的量浓度等。解答此类题目主要依据有：依据电解方程式或电极反应式，列比例式求解；依据各电极、线路中转移的电子守恒，特别多个电解池串联的，在各电极、线路中通过的电量相等，列等式求解。【例1】在标准状况下，用惰性电极电解CuCl2溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出的气体是（ ）A、1.12L H2 B、1.12L O2 C、2.24L Cl2 D、2.24LO2【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

14、/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L【例3】下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL(标准状况)气体。回答：(1)直流电源中，M为_极。(2)Pt电极上生成的物质是_，其质量为_g。(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2_。(4)AgNO3溶液的浓度(填“增大”“减小”或“不变”。下同)_，AgNO3溶液的氢离子浓度_，H2SO4溶液的浓度_，H2SO4溶液的pH氢离子浓度_跟踪训练1.用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液

15、的氢离子浓度从10-6 mol/L变为10-3mol/L时(设电解时阴极没有氢气析出且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()A27 mg B54 mg C108 mg D216 mg21LK2SO4和CuSO4的混合液中c（SO42） 2mol/L，用石墨电极电解此溶液，通电一段时间，两极上均产生22.4L（标准状况）气体，则原混合液中K+的浓度是 （ ）A0.5mol/L B1mol/L C1.5mol/L D2mol/L 3.用惰性电极电解MCl2的水溶液，当阴极增重a g 时，在阳极上同时产生bL气体（标准状况），则M的相对原子质量为（ ） A B C D【课堂

16、训练】1、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是 ( ) a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl22.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质（括号中），溶液能与原溶液完全相同的是（ ）ACuCl2（CuSO4） BNaOH（H2O） CNaCl（HCl） DHCl（HCl ）3.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，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NaC

17、l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极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)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_，电极反应式为_。Y电极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)【课后巩固】1、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pH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12D. 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 12、以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为 （ ） A、0.64 g B、1.28 g C、2.56 g D、5.12 g3、将0.2mol