《2020年高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化第2课时电能转化为化学能课件苏教版必修2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化第2课时电能转化为化学能课件苏教版必修2.ppt（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第2课时电能转化为化学能课时电能转化为化学能一、电解原理一、电解原理1实验探究：实验探究：如图为电解氯化铜溶液的实验装置。如图为电解氯化铜溶液的实验装置。知知 识识 梳梳 理理(1)通通电电数数分分钟钟后后，阴阴极极观观察察到到的的现现象象是是_；阳阳极观察到的现象是极观察到的现象是_。(2)实验原理分析与讨论实验原理分析与讨论通通 电电 前前，氯氯 化化 铜铜 溶溶 液液 中中 存存 在在 的的 离离 子子 是是_。通通电电后后，移移向向阴阴极极的的离离子子是是_，移移向向阳阳极极的的离离子子是是_。阴阴极极电电极极反反应应式式是是Cu22e=Cu，阳阳极极电电极极反反应应式式是是2Cl2
2、e=Cl2。(3)反应的化学方程式是反应的化学方程式是_。有红色物质析出有红色物质析出 有黄绿色刺激性气味气体产生有黄绿色刺激性气味气体产生 Cu2、Cl、H、OH Cu2、H Cl、OH 2电解电解(1)电电解解原原理理：使使_通通过过电电解解质质溶溶液液而而在在阴阴、阳阳两两极极引引起起_反应。反应。(2)电解池电解池概概念念：把把_转转化化为为_的的装装置置，也也就就是是借借助助于于电流引起电流引起_反应的装置。反应的装置。构构成成条条件件：a.有有一一个个外外加加_；b.有有与与电电源源相相连连的的两两个个_；c.两两电电极极插插入入_或或熔熔融融态态电电解解质质中中；d.成成_。电流
3、电流 氧化还原氧化还原 电能电能 化学能化学能 氧化还原氧化还原 直流电源直流电源 电极电极 电解质溶液电解质溶液 闭合回路闭合回路 电电极极：阴阴极极连连接接直直流流电电源源_，在在该该电电极极上上微微粒粒_电电子子，发发生生_反反应应；阳阳极极连连接接直直流流电电源源_，在在该该电电极上微粒极上微粒_电子，发生电子，发生_反应。反应。电电子子流流向向：电电子子从从电电源源的的_沿沿导导线线流流入入电电解解池池的的_，电电子子从从电电解解池池的的_沿沿导导线线流流回回电电源源_，电电流流方方向向与与电电子子流向流向_。电电解解质质溶溶液液中中的的离离子子流流向向：阴阴离离子子向向_移移动动，
4、阳阳离离子子向向_移动。移动。负极负极 得到得到 还原还原 正极正极 失去失去 氧化氧化 负极负极 阴极阴极 阳极阳极 正极正极 相反相反 阳极阳极 阴极阴极【自主思考自主思考】1从装置上比较原电池与电解池的区别是什么？从装置上比较原电池与电解池的区别是什么？提示提示原电池中没有外加电源，电解池中有外加电源。原电池中没有外加电源，电解池中有外加电源。2你怎样判断电解池的阴极和阳极？你怎样判断电解池的阴极和阳极？提提示示看看连连接接的的电电源源：与与电电源源负负极极相相连连的的是是电电解解池池的的阴阴极极，与电源正极相连的是电解池的阳极。与电源正极相连的是电解池的阳极。3电解质溶液是如何导电的？
5、电解质溶液是如何导电的？提提示示电电解解质质溶溶于于水水电电离离出出能能自自由由移移动动的的离离子子。通通电电时时，自自由由移移动动的的离离子子作作定定向向移移动动，阳阳离离子子移移向向阴阴极极，阴阴离离子子移移向阳极，分别在两极上发生氧化还原反应。向阳极，分别在两极上发生氧化还原反应。二、电解原理的应用二、电解原理的应用1下图为冶炼金属钠电解槽示意图。下图为冶炼金属钠电解槽示意图。(1)熔融氯化钠中存在的微粒：熔融氯化钠中存在的微粒：_、_。(2)通电后离子的运动：通电后离子的运动：阳离子阳离子_(填离子符号填离子符号)移向移向_极；极；阴离子阴离子_(填离子符号填离子符号)移向移向_极。极
6、。(3)电极反应式：电极反应式：阴极：阴极：2Na2e=2Na，阳极：，阳极：2Cl2e=Cl2。(4)结结 论论 是是 熔熔 融融 的的 氯氯 化化 钠钠 在在 _作作 用用 下下 发发 生生 了了_，分解生成了，分解生成了_。Na Cl Na 阴阴Cl 阳阳直流电直流电 氧化还原反应氧化还原反应 Na和和Cl2 2下图为铜的电解精炼示意图。下图为铜的电解精炼示意图。粗铜作阳极，电极反应式：粗铜作阳极，电极反应式：_；纯铜作阴极，电极反应式：纯铜作阴极，电极反应式：_；用用_作电解液。作电解液。Cu2e=Cu2 Cu2 2e=Cu 硫酸铜溶液硫酸铜溶液【自主思考自主思考】4铜铜的的精精炼炼过
7、过程程中中，粗粗铜铜中中的的杂杂质质(锌锌、铁铁、金金、银银等等)是是怎怎样样被除去的？被除去的？提提示示粗粗铜铜中中的的锌锌、铁铁等等比比铜铜活活泼泼的的金金属属发发生生氧氧化化反反应应，溶溶解解变变成成金金属属阳阳离离子子进进入入溶溶液液；银银、金金等等不不如如铜铜活活泼泼的的金金属属，在在电电解解过过程程中中不不发发生生反反应应，沉沉积积在在电电解解池池的的底底部部形形成成阳阳极极泥泥；而而阴阴极极只只有有Cu2放放电电，Zn2、Fe2等等留留在在电电解解质质溶液中。溶液中。5从阳极沉积下来的阳极泥中含有哪些金属？从阳极沉积下来的阳极泥中含有哪些金属？提示提示不如铜活泼的金属金、银等。不
8、如铜活泼的金属金、银等。6在电解过程中在电解过程中CuSO4溶液浓度发生怎样的变化？溶液浓度发生怎样的变化？提示提示电解过程中电解质溶液的浓度减少，需及时补充。电解过程中电解质溶液的浓度减少，需及时补充。1判断判断(1)只要有电解反应发生就必将发生氧化还原反应。只要有电解反应发生就必将发生氧化还原反应。()(2)电解池中的两个电极活泼性一定不同。电解池中的两个电极活泼性一定不同。()(3)原电池放电和电解池充电互为可逆反应。原电池放电和电解池充电互为可逆反应。()(4)电解饱和食盐水阳极产生电解饱和食盐水阳极产生Cl2。()(5)电电解解时时电电子子的的流流向向为为电电源源负负极极阴阴极极溶溶
9、液液阳阳极极电电源正极。源正极。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)效效 果果 自自 测测2利利用用电电解解法法可可将将含含有有Fe、Zn、Ag、Pt等等杂杂质质的的粗粗铜铜提提纯纯，下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A电解时以纯铜作阳极电解时以纯铜作阳极B电解时阴极发生氧化反应电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu2e=Cu2D电电解解后后，电电解解槽槽底底部部会会形形成成含含少少量量Ag、Pt等等金金属属的的阳阳极泥极泥解解析析电电解解精精炼炼铜铜时时，粗粗铜铜与与电电源源正正极极相相连连，作作阳阳极极，电电极极反反应应有有Cu2e
10、=Cu2，Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，阴阴极极用用纯纯铜铜与与电电源源负负极极相相连连，电电极极反反应应为为Cu22e=Cu，发发生生的的是是还还原原反反应应。电电解解后后阳阳极极形形成成含含少少量量Pt、Ag等等较较不不活活泼泼金属的阳极泥。金属的阳极泥。答案答案D【合作交流合作交流】1原电池和电解池的电极名称及其发生反应的类型是什么？原电池和电解池的电极名称及其发生反应的类型是什么？2原电池和电解池工作时能量转化形式有什么区别？原电池和电解池工作时能量转化形式有什么区别？提提示示原原电电池池工工作作时时化化学学能能转转化化为为电电能能，电电解解池池工工作作时时电电能转化为化学能。能
11、转化为化学能。探究一、电解池与原电池的区别探究一、电解池与原电池的区别【点拨提升点拨提升】1电解池与原电池的联系与区别电解池与原电池的联系与区别电电池池类别类别原原电电池池电电解池解池能量能量转变转变化学能化学能转转化化为电为电能能电电能能转转化化为为化学能化学能装置特点装置特点无外接直流无外接直流电电源源有外接直流有外接直流电电源源电电极极正极、正极、负负极极阴极、阳极阴极、阳极电电极确定极确定由由电电极材料本身的相极材料本身的相对对活活泼泼性决定，性决定，较较活活泼泼的的是是负负极，极，较较不活不活泼泼的是的是正极正极由外接由外接电电源的正、源的正、负负极极决定，与决定，与负负极相极相连连
12、的的为为阴极，与正极相阴极，与正极相连连的的为为阳极阳极电电池池类别类别原原电电池池电电解池解池电电极反极反应应负负极极发发生氧化反生氧化反应应，正极正极发发生生还还原反原反应应阴极阴极发发生生还还原反原反应应，阳，阳极极发发生氧化反生氧化反应应电电子流向子流向负负极流向正极极流向正极从从电电源源负负极流向阴极，极流向阴极，从阳极流向从阳极流向电电源正极源正极形成条件形成条件两个两个电电极极电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路自自发发发发生氧化生氧化还还原原反反应应外接外接电电源源电电极极(惰性或非惰性惰性或非惰性)形成形成闭闭合回路合回路电电解解质质(水溶液或熔化水溶液或熔化态态)2
13、.电解池阴阳极的判断方法电解池阴阳极的判断方法判断方法判断方法阳极阳极阴极阴极与与电电源源连连接方式接方式与与电电源正极相源正极相连连的的电电极极与与电电源源负负极相极相连连的的电电极极电电子或子或电电流流流流动动方向方向电电子流出，子流出，电电流流入流流入的的电电极极电电子流入，子流入，电电流流出流流出的的电电极极离子迁移方向离子迁移方向阴离子移向的阴离子移向的电电极极阳离子移向的阳离子移向的电电极极反反应类应类型型发发生氧化反生氧化反应应的的电电极极发发生生还还原反原反应应的的电电极极【典典题题例例证证1】如如图图是是电电解解饱饱和和NaCl溶溶液液的的实实验验装装置置，其其中中c、d为石
14、墨电极。则下列有关判断正确的是为石墨电极。则下列有关判断正确的是()A.a为为正极、正极、b为负为负极极B.c为为阴极、阴极、d为为阳极阳极C.电电解解过过程中，程中，d电电极极质质量增加量增加D.电电解解过过程中，程中，氯氯离子离子浓浓度不度不变变解解析析由由电电子子流流向向可可知知，a为为正正极极，b为为负负极极，c为为阳阳极极，d为为阴阴极极，c极极发发生生的的电电极极反反应应为为2Cl2e=Cl2；d极极发发生生的的电电极反应为极反应为2H2e=H2，B、C、D项错误。项错误。答案答案A【学学以以致致用用1】某某兴兴趣趣小小组组设设计计如如下下微微型型实实验验装装置置。实实验验时时，先
15、先断断开开K2，闭闭合合K1，两两极极均均有有气气泡泡产产生生；一一段段时时间间后后，断断开开K1，闭闭合合K2，发发现现电电流流表表A指指针针偏偏转转。下下列列有有关关描描述述正正确的是确的是()【合作交流合作交流】3电电解解池池工工作作时时，溶溶液液中中的的阴阴、阳阳离离子子分分别别向向什什么么电电极极移移动动？提示提示阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。4电电解解硫硫酸酸钠钠溶溶液液时时，在在阴阴、阳阳两两极极上上放放电电的的离离子子分分别别是是什什么？么？提示提示阴极：阴极：H，阳极：，阳极：OH。探究二、电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写探究二、电解
16、时两电极产物的判断与电极反应式的书写【点拨提升点拨提升】1阳极产物的判断阳极产物的判断(1)活活性性金金属属电电极极(金金属属活活动动性性顺顺序序表表中中在在Ag之之前前)，电电极极金金属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。(2)惰惰性性电电极极(Au、Pt、石石墨墨)，溶溶液液中中的的阴阴离离子子失失电电子子，生生成对应的非金属单质或高价化合物。成对应的非金属单质或高价化合物。阴阴离离子子放放电电顺顺序序：S2IBrClOH高高价价态态含含氧氧酸酸根根F。2阴极产物的判断阴极产物的判断与与电电极极材材料料无无关关，直直接接根根据据阳阳离离
17、子子放放电电顺顺序序进进行行判判断断，溶溶液中的阳离子得电子生成对应的单质或低价化合物液中的阳离子得电子生成对应的单质或低价化合物阳阳离离子子的的放放电电顺顺序序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Ni2Fe2Zn2Mn2较较活活泼泼金金属属阳阳离离子子(注意注意Fe3的顺序的顺序)。3电电极极反反应应式式与与电电解解反反应应式式的的书书写写(以以石石墨墨电电极极电电解解CuCl2溶溶液为例液为例)(1)电极反应式的书写电极反应式的书写确确定定阴阴、阳阳极极。与与电电源源正正极极相相连连的的为为阳阳极极、与与电电源源负负极极相连的是阴极。相连的是阴极。分分别别写写出出两两极极上上出出现现的的
18、离离子子。阴阴极极：Cu2、H，阳阳极极：Cl、OH。判判断断阴阴、阳阳极极放放电电顺顺序序。阴阴极极：Cu2H，阳阳极极：ClOH。【典典题题例例证证2】下下图图为为直直流流电电源源电电解解稀稀Na2SO4水水溶溶液液的的装装置置，通通电电后后在在石石墨墨电电极极a和和b附附近近分分别别滴滴加加石石蕊蕊溶溶液液。下下列列实实验验现现象象正正确确的的是是()A逸出气体的体积：逸出气体的体积：a电极的小于电极的小于b电极的电极的B一一电电极极逸逸出出无无味味气气体体，另另一一电电极极逸逸出出刺刺激激性气味气体性气味气体Ca电极附近呈红色，电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色Da电极附近
19、呈蓝色，电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色电极附近呈红色解解析析Na2SO4=2NaSO，H2O电电离离出出H和和OH，SO和和OH移移向向b电电极极，Na和和H移移向向a电电极极，在在b电电极极上上：4OH4e=2H2OO2，在在a电电极极上上：2H2e=H2，所所以以产产生生的的气气体体体体积积a电电极极的的大大于于b电电极极的的；两两种种气气体体均均为为无无色色无无味味的的气气体体；由由于于a电电极极上上H放放电电，所所以以a电电极极附附近近的的c(OH)c(H)，滴滴加加石石蕊蕊试试液液a电电极极附附近近变变蓝蓝色色，同同理理，b电电极极附附近近变变红红色。色。答案答案D【学学以以致致用
20、用2】用用电电解解法法提提取取氯氯化化铜铜废废液液中中的的铜铜，方方案案正正确确的是的是()A.用用铜铜片片连连接接电电源的正极，另一源的正极，另一电电极用极用铂铂片片B.用碳棒用碳棒连连接接电电源的正极，另一源的正极，另一电电极用极用铜铜片片C.用用氢氢氧化氧化钠钠溶液吸收阴极溶液吸收阴极产产物物D.用用带带火星的木条火星的木条检验检验阳极阳极产产物物解解析析由由精精炼炼铜铜原原理理知知提提取取铜铜应应该该用用纯纯铜铜做做阴阴极极，A错错误误，B正正确确；若若阳阳极极为为惰惰性性电电极极，则则阳阳极极氯氯离离子子失失电电子子生生成成Cl2，应应该用氢氧化钠溶液吸收，该用氢氧化钠溶液吸收，C、D错误。错误。答案答案B