歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3課時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 第3課時(shí) 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 探究整合應(yīng)用 課前自主學(xué)案 一 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能1 電解反應(yīng)實(shí)例 2 電解CuCl2溶液 紅 刺激性 3 電解 1 概念 電流通過(guò)電解質(zhì)溶液時(shí)引起陰 陽(yáng)兩極發(fā)生 反應(yīng)的過(guò)程 2 電解池 將 轉(zhuǎn)化為 的裝置 3 電極 氧化還原 電能 化學(xué)能 Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 正極 氧化 還原 負(fù)極 思考感悟1 1 在電解的過(guò)程中 是否有能量變化 如果有 是什么形式的能量變化 2 電解與電離有何區(qū)別 提示 1 有 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 2 電離是電解質(zhì)溶于水或熔化狀態(tài)下離解成自由移動(dòng)離子的過(guò)程 電解是在電流作用下 電解質(zhì)溶液中的陰 陽(yáng)離子在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 二 電解的應(yīng)用1 制備Na Mg Al F2等活潑金屬和非金屬如電解熔融的氧化鋁獲得鋁 2 電解精煉銅 1 電解池的構(gòu)成 作陽(yáng)極 作陰極 作電解液 2 實(shí)驗(yàn)裝置 粗銅 純銅 硫酸酸化的CuSO4溶液 3 電極反應(yīng)陽(yáng)極 等 陰極 4 反應(yīng)特點(diǎn) 比銅活潑的金屬 以 形式存在于溶液中 比銅不活潑的金屬 形成 電解過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度 需及時(shí)補(bǔ)充 陽(yáng)離子 陽(yáng)極泥 降低 Zn 2e Zn2 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 思考感悟2 通過(guò)電解原理能否實(shí)現(xiàn)不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)Cu H2SO4 稀 CuSO4 H2 答案 B 答案 D 3 下列對(duì)如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述中正確的是 答案 C 課堂互動(dòng)講練 1 電解 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰 陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程 2 電解池的形成條件 1 有兩導(dǎo)體作兩極 2 外加直流電源 3 形成閉合回路 4 兩極插入電解質(zhì)溶液 或熔融電解質(zhì) 3 陰 陽(yáng)極的判斷方法 1 由電源正 負(fù)極判斷 2 由電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷 產(chǎn)生O2或Cl2等或電極本身質(zhì)量減輕的是陽(yáng)極 析出金屬或H2的是陰極 4 放電順序 1 若陽(yáng)極材料為惰性電極 如石墨 Pt 陽(yáng)極 陰離子放電 失電子能力 S2 I Br Cl OH 含氧酸根離子 F 陰極 陽(yáng)離子放電 得電子能力 Ag Fe3 Cu2 H 濃度高時(shí) Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 濃度低時(shí) Al3 Mg2 Na Ca2 K 2 若陽(yáng)極材料為活性電極 除石墨 Pt Au外的金屬電極 陽(yáng)極放電失電子 以學(xué)習(xí)小組為單位完成實(shí)驗(yàn) 并觀察 記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 探究過(guò)程 將兩根碳棒分別插進(jìn)U形管內(nèi)的CuCl2溶液中 稍候 若碳棒表面無(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 可取出碳棒繼續(xù)下一步操作 將兩根碳棒用導(dǎo)線連接后 浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中 稍候 若碳棒表面無(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 可取出碳棒繼續(xù)下一步操作 將兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極相連接 浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中 再接通直流電 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 陰極 碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì) 陽(yáng)極 生成有刺激性氣味 能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體 問(wèn)題提出 結(jié)合以上實(shí)驗(yàn) 回答下列問(wèn)題 1 CuCl2溶液中通電前離子如何運(yùn)動(dòng) 2 通電后離子如何運(yùn)動(dòng) 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識(shí)分析推斷兩極生成物的名稱 解析 通電后 在電場(chǎng)的作用下 帶負(fù)電的Cl 移向陽(yáng)極 并失去電子被氧化成氯原子 進(jìn)而結(jié)合成Cl2 電極反應(yīng)式 2Cl 2e Cl2 帶正電的Cu2 移向陰極 并得到電子被還原成銅 電極反應(yīng)式 Cu2 2e Cu 生成的銅覆蓋在陰極上 通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電過(guò)程中有新物質(zhì)產(chǎn)生 是化學(xué)變化 通過(guò)上述裝置實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程 答案 1 在CuCl2溶液中 通電前溶液中的Cu2 Cl 等做無(wú)規(guī)則的自由運(yùn)動(dòng) 2 接通直流電源以后 Cl 和OH 向陽(yáng)極移動(dòng) Cu2 和H 向陰極移動(dòng) 溶液中的離子發(fā)生定向移動(dòng) 形成電流 3 溶液中存在Cu2 Cl OH 和H 而在陰極上析出一層紅色物質(zhì) 說(shuō)明是Cu 陽(yáng)極生成的有刺激性氣味 能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體應(yīng)該是Cl2 變式訓(xùn)練1 2011年承德高一檢測(cè) 如圖是電解CuCl2溶液的裝置 其中c d為石墨電極 則下列有關(guān)判斷正確的是 雙選 A a為負(fù)極 b為正極B a為陽(yáng)極 b為陰極C 電解過(guò)程中 d電極質(zhì)量增加D 電解過(guò)程中 c電極上有氣體產(chǎn)生 解析 選CD 該題考查的是電解池的工作原理 根據(jù)電流方向可以判斷出a是電源的正極 b是電源的負(fù)極 在電解CuCl2溶液時(shí) 陽(yáng)極上產(chǎn)生氯氣 陰極上析出銅單質(zhì) 所以C D選項(xiàng)正確 1 電解類型及電極反應(yīng)特點(diǎn) 2 實(shí)例 2011年徐州高一檢測(cè) 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解 下列說(shuō)法正確的是 A 電解稀硫酸溶液 實(shí)質(zhì)上是電解水 故溶液pH不變B 電解稀氫氧化鈉溶液 要消耗OH 故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液 在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 2D 電解氯化銅溶液 在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 1 解析 電解稀硫酸溶液 實(shí)質(zhì)上是電解水 c H 增大 pH減小 電解稀氫氧化鈉溶液 實(shí)質(zhì)上是電解水 c OH 增大 pH增大 電解硫酸鈉溶液 實(shí)質(zhì)上是電解水 陰極析出氫氣 陽(yáng)極析出氧氣 物質(zhì)的量之比為2 1 電解氯化銅溶液 實(shí)質(zhì)上是電解氯化銅本身 陽(yáng)極析出Cl2 陰極析出銅 物質(zhì)的量之比為1 1 答案 D 變式訓(xùn)練2pH a的某電解質(zhì)溶液中 插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后 溶液的pH a 則該電解質(zhì)可能是 A NaOHB H2SO4C AgNO3D Na2SO4 解析 選A 電解前后 溶液的pH a pH a 原溶液顯酸性 堿性 中性并不知道 但根據(jù)pH的變化 可知溶液中c H 下降 c OH 上升 對(duì)于A B D選項(xiàng) 均屬于電解水類型 溶質(zhì)濃度均增大 NaOH溶液中c OH 上升 符合題意 H2SO4溶液中c H 增大 pH下降 Na2SO4溶液中pH不變 不符合題意 對(duì)于AgNO3溶液 屬于放O2生酸型 則pH下降 不符合題意 2 電解精煉如粗銅 含Zn Fe Ag Au等 的提純電解質(zhì)溶液 含Cu2 的鹽溶液 如CuSO4溶液 陽(yáng)極 粗銅 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Cu 2e Cu2 陰極 純銅 Cu2 2e Cu電解過(guò)程中 活潑性比Cu弱的Ag Au不放電 形成陽(yáng)極泥 可從陽(yáng)極泥中提純Ag Au 電解質(zhì)溶液中c Cu2 會(huì)不斷減小 應(yīng)定期更換電解質(zhì)溶液 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用 圖中表示一個(gè)電解池 裝有電解液a X Y是兩塊電極板 通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連 請(qǐng)回答以下問(wèn)題 1 若X Y都是惰性電極 a是飽和NaCl溶液 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí) 同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液 則 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 在X極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 Y電極上的電極反應(yīng)式為 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 2 如要用電解方法精煉粗銅 電解液a選用CuSO4溶液 則 X電極的材料是 電極反應(yīng)式為 Y電極的材料是 電極反應(yīng)式為 說(shuō)明 雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出 解析 電解飽和NaCl溶液時(shí) H 移向陰極得電子生成氫氣 2H 2e H2 促進(jìn)了水的電離 陰極附近呈堿性 使溶液變紅 Y極上Cl 失電子 2Cl 2e Cl2 用KI 淀粉試紙檢驗(yàn) 粗銅精煉時(shí) 粗銅作陽(yáng)極 粗銅是活性電極 失電子 Cu 2e Cu2 純銅作陰極 Cu2 2e Cu 答案 1 2H 2e H2 溶液變紅 2Cl 2e Cl2 把濕潤(rùn)的KI 淀粉試紙放在Y電極氣體出口處 試紙變藍(lán)色 2 純銅Cu2 2e Cu 粗銅Cu 2e Cu2 變式訓(xùn)練3 據(jù)此回答下列問(wèn)題 1 電解熔融氫氧化鈉制鈉 陽(yáng)極發(fā)生電極反應(yīng)為 2 若戴維法與蓋 呂薩克法制得等量的鈉 則兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)之比為 3 目前工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉法制鈉 如圖 電解槽中石墨極為 極 鐵為 極 答案 1 4OH 4e 2H2O O2 2 1 2 3 陽(yáng)陰 探究整合應(yīng)用 原電池和電解池的比較和判斷1 原電池和電解池的區(qū)別和聯(lián)系 2 原電池 電解池的判定 1 若無(wú)外接電源 可能是原電池 然后根據(jù)原電池的形成條件判定 2 若有外接電源 兩極插入電解質(zhì)溶液中 則是電解池 3 若是多個(gè)電池串聯(lián)且無(wú)外加電源 則其中只有1個(gè)原電池 其余為電解池 一般情況下電極金屬性相差最大的為原電池 在A B C三只燒杯中各盛放稀硫酸溶液 氯化鈉溶液和硝酸銀溶液各1000mL 根據(jù)下圖判斷下列說(shuō)法中正確的是 假設(shè)溶液的體積變化忽略不計(jì) 兩極產(chǎn)物不發(fā)生反應(yīng) A A池為電解裝置B C池為原電池裝置C A池銅棒上的電極反應(yīng)為2H 2e H2 D 當(dāng)A池產(chǎn)生0 05molH2時(shí) B池中溶液OH 的濃度為0 05mol L 思路點(diǎn)撥 解答本題需要明確以下兩點(diǎn) 1 根據(jù)電極金屬性的差異判斷出原電池 2 閉合回路中電極連接順序是 負(fù)極 陰極 陽(yáng)極 陰極 陽(yáng)極 正極 負(fù)極 答案 C 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全