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_(kāi)的裝置。 (3)電極：,氧化還原,電能,化學(xué)能,Cu22e=Cu,2Cl2e=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N(xiāo)a、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,Zn2e=Zn2,Cu2e=Cu2,Cu22e=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)CuH2SO4(稀)=CuSO4H2？,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：S2IBrClOH含氧酸根離子F 陰極：(陽(yáng)離子放電)得電子能力：AgFe3Cu2H(濃度高時(shí))Pb2Sn2Fe2Zn2H(濃度低時(shí))Al3Mg2NaCa2K (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：2Cl2e=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：Cu22e=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)() Aa為負(fù)極，b為正極 Ba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(lèi)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12 D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11,【解析】電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解 水，c(H)增大，pH減??；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21；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11。 【答案】D,變式訓(xùn)練2 pHa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pHa，則該電解質(zhì)可能是() ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO4,解析：選A。電解前后，溶液的pHapHa，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(lèi)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)：Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Cu2e=Cu2 陰極(純銅)：Cu22e=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_(kāi)，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_(kāi)，,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_(kāi)； Y電極的材料是_，電極反應(yīng)式為_(kāi)。 (說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出),【解析】電解飽和NaCl溶液時(shí)，H移向陰極得電子生成氫氣，2H2e=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，2Cl2e=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，Cu2e=Cu2，純銅作陰極，Cu22e=Cu。 【答案】(1)2H2e=H2溶液變紅 2Cl2e=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Cu22e=Cu 粗銅Cu2e=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_(kāi) _。 (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_(kāi)。 (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_(kāi)極，鐵為_(kāi)極。,答案：(1)4OH4e=2H2OO2(2)12 (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1000 mL。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))(),AA池為電解裝置 BC池為原電池裝置 CA池銅棒上的電極反應(yīng)為2H2e=H2 D當(dāng)A池產(chǎn)生0.05 mol H2時(shí)，B池中溶液OH的濃度為0.05 mol/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,