化學(xué)：《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能》課件一（32張PPT）（蘇教版必修2）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學(xué)反應(yīng) 使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 而且要利用化學(xué)反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一般通過(guò)電解的方法來(lái)完成 你能舉出在我們已學(xué)過(guò)的化學(xué)課程里涉及利用電解反應(yīng)來(lái)制取新物質(zhì)的例子嗎 電解水 水 H2 O2 電解食鹽水 H2O NaCl NaOH H2 Cl2 電解融熔氯化鈉 NaCl Na Cl2 電解融熔氧化鋁 Al2O3 Al O2 在U形管中加入飽和氯化銅溶液 用石墨棒作電極 接通電源 電解數(shù)分鐘后 觀察現(xiàn)象 1 接電源負(fù)極的石墨棒上有 電極反應(yīng)為 2 接電源正極的石墨棒上有 電極反應(yīng)為 3 電解反應(yīng)的化學(xué)方程式 4 在上述電解反應(yīng)中 被氧化的物質(zhì)是 被還原的物質(zhì)是 5 比較電解飽和氯化鈉溶液與電解飽和氯化銅溶液 有什么不同 為什么 有銅析出 Cu2 2e Cu 有Cl2放出 2Cl 2e Cl2 CuCl2 CuCl2 因參與電解的微粒不同 三 電解原理及電解池 3 電極名稱和電極反應(yīng)與電源負(fù)極相連的電極叫陰極 陰極上發(fā)生還原反應(yīng) 與電源正極相連的電極叫陽(yáng)極 陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 構(gòu)成電解池有什么條件 構(gòu)成條件 1 與外加電源相連的兩個(gè)電極 2 有電解質(zhì)溶液 3 形成閉合回路 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 借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置 即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池或電解槽 電解原理工作示意圖 比較原電池 電解池的異同點(diǎn) 原電池 電解池的比較 電解質(zhì)溶液 原電池與電解池的比較 陰極 與電源負(fù)極相連 電子流入 發(fā)生還原反應(yīng) 陽(yáng)極 與電源正極相連 電子流出 發(fā)生氧化反應(yīng) 4 電極的判斷 5 電子 離子的流向 電子從陽(yáng)極通過(guò)電源流向陰極陽(yáng)離子在電解質(zhì)溶液中移向陰極陰離子在電解質(zhì)溶液中移向陽(yáng)極 通電前 通電后 通電前后溶液里離子移動(dòng)示意圖 稀硫酸稀硫酸稀硫酸硫酸ABCD 例題1 下列裝置中屬于原電池的是 屬于電解池的是 B CD 怎樣區(qū)分原電池 電解池 原電池 電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是否有外接電源 多池組合判斷 無(wú)外電源 一池為原電池 其余為電解池 有外電源 全部為電解池或電鍍池 精煉池 05上海 10 關(guān)于如圖所示裝置的敘述 正確的是 A 銅是陽(yáng)極 銅片上有氣泡產(chǎn)生B 銅片質(zhì)量逐漸減少C 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D 氫離子在銅片表面被還原 D 高考題例析 2002廣東10 在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng) 同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是A 原電池的正極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)B 原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)C 原電池的負(fù)極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)D 原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng) 高考題例析 BC 05全國(guó)卷I 11 關(guān)于電解NaCl水溶液 下列敘述正確的是A 電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣 在陰極得到金屬鈉B 若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI試液 溶液呈棕色C 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液 溶液呈無(wú)色D 電解一段時(shí)間后 將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中 充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?B 2003上海16 右圖是電解CuCl2溶液的裝置 其中c d為石墨電極 則下列有關(guān)的判斷正確的是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 氯離子濃度不變 C 1 陽(yáng)離子放電順序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 一般水溶液里只考慮此部分 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 濃度大時(shí)排在H 前面 Al3 Mg2 Na Ca2 K 在水溶液里不放電 只在熔化狀態(tài)下放電 2 陰離子放電順序 S2 I Br Cl OH 一般水溶液里只考慮此部分 NO3 SO42 CO32 F 在水溶液里不放電 例 電解稀H2SO4 Cu NO3 2 NaCl的混合液 最初一段時(shí)間陰極和陽(yáng)極上分別析出的物質(zhì)是 A H2和Cl2B Cu和Cl2C H2和O2D Cu和O2 B 2 活潑金屬的冶煉鈉的制取鎂的制取鋁的制取 總反應(yīng)式 2NaCl2Na Cl2 總反應(yīng)式 MgCl2Mg Cl2 總反應(yīng)式 2Al2O32Al 3O2 1 氯堿工業(yè) 電解飽和食鹽水 5 電解原理的應(yīng)用 完成上述反應(yīng)的電極反應(yīng)式 3 電鍍銅 1 電鍍是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一層其他金屬或合金的過(guò)程 是電解的一個(gè)重要應(yīng)用 2 電鍍池的形成條件陰極 待鍍金屬制品陽(yáng)極 鍍層金屬電鍍液 含有鍍層金屬陽(yáng)離子的可溶性鹽溶液 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 陽(yáng)極 陰極 銅變小 有紅色固體產(chǎn)生 反應(yīng)方程式 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 2 電鍍液的組成及酸堿性不會(huì)變化 實(shí)例 在鐵件上鍍銅 討論 與用石墨電極電解氯化銅溶液比較 有哪些不同 1 陽(yáng)極反應(yīng)不同 4 銅的電解精煉 粗銅所含的雜質(zhì) Zn Fe Ni Ag Au等 粗銅的精煉 以粗銅為陽(yáng)極 以純銅為陰極 以CuSO4溶液為電解液進(jìn)行電解 陽(yáng)極 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu 2e Cu2 陰極 Cu2 2e Cu 長(zhǎng)時(shí)間電解后必須補(bǔ)充電解液 粗銅 純銅 電解精煉銅的原理示意圖 e 純銅作陰極 粗銅作陽(yáng)極 e e 硫酸銅溶液作電解液 05天津 12 金屬鎳有廣泛的用途 粗鎳中含有少量Fe Zn Cu Pt等雜質(zhì) 可用電解法制備高純度的鎳 下列敘述正確的是 已知 氧化性Fe2 Ni2 Cu2 A 陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng) 其電極反應(yīng)式 Ni2 2e NiB 電解過(guò)程中 陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C 電解后 溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2 和Zn2 D 電解后 電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt D 高考題例析 電解產(chǎn)物 電解池的構(gòu)造 電極材料 離子放電順序 電極反應(yīng) 總反應(yīng)式 分析電解問(wèn)題的基本思路 6 電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě) 陽(yáng)極 先看電極后看溶液 1 活潑金屬電極 金屬電極失電子 除金和鉑 2 惰性電極 溶液中陰離子失去電子 失電子能力為 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 F 陰極 溶液中陽(yáng)離子得電子 得電子能力為 Ag Fe3 Cu2 H 酸 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 1 陰極 發(fā)生還原反應(yīng) 兩極的電極反應(yīng)規(guī)律 若為惰性電極 C Pt 電解質(zhì)溶液中陰離子失電子 若為金屬電極 電極失電子 被腐蝕 2 陽(yáng)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 通電前 結(jié)論 通電時(shí) 溶液中有哪些離子 離子定向移動(dòng) 兩極現(xiàn)象 分析電解產(chǎn)物 用惰性電極電解 2000廣東21 用鉑電極 情性 電解下列溶液時(shí) 陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是H2和O2的是A 稀NaOH溶液B HCl溶液C 酸性MgSO4溶液D 酸性AgNO3 AC 高考題例析 2004廣東11 PH 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 A 2003江蘇16 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 D 高考題例析 2002上海16 某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器 用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液 通電時(shí) 為使Cl2被完全吸收 制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液 設(shè)計(jì)了如圖的裝置 則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是A a為正極 b為負(fù)極 NaClO和NaClB a為負(fù)極 b為正極 NaClO和NaClC a為陽(yáng)極 b為陰極 HClO和NaClD a為陰極 b為陽(yáng)極 HClO和NaCl B 高考題例析 高考題例析 2000全國(guó)18 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是A 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中 銅片表面出現(xiàn)氣泡B 用鋅片做陽(yáng)極 鐵片做做陰極 電解氯化鋅溶液 鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C 把銅片插入三氯化鐵溶液中 在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中 加入幾滴氯化銅溶液 氣泡放出速率加快 C 2004全國(guó)1 27 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用 右圖表示一個(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 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)式是 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 Y電極上的電極反應(yīng)式是 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 2H 2e H2 放出氣體 溶液變紅 2Cl 2e Cl2 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近 試紙變藍(lán)色 高考題例析 高考題例析 電化學(xué)綜合題 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)式是 Y電極的材料是 電極反應(yīng)式是 說(shuō)明 雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出 純銅 Cu2 2e Cu Cu 2e Cu2 粗銅 16 上海理綜35 36 38 化學(xué)電池在通訊 交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用 1 目前常用的鎳 Ni 鎘 Cd 電池 其電池總反應(yīng)可以表示為 Cd 2NiO OH 2H2O2Ni OH 2 Cd OH 2已知Ni OH 2和Cd OH 2均難溶于水但能溶于酸 以下說(shuō)法中正確的是 以上反應(yīng)是可逆反應(yīng) 以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng) 充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹵 B C D B 高考題例析 電化學(xué)綜合題 2 廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物 有資料表明一節(jié)廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價(jià)值 在酸性土壤中這種污染尤為嚴(yán)重 這是因?yàn)?3 另一種常用的電池是鋰電池 鋰是一種堿金屬元素 其相對(duì)原子質(zhì)量為7 由于它的比容量 單位質(zhì)量電板材料所能轉(zhuǎn)換的電量 特別大而廣泛應(yīng)用于心臟起搏器 一般使用時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)十年 它的負(fù)極用金屬鋰制成 電池總反應(yīng)可表示為 Li MnO2 LiMnO2試回答 鋰電池比容量特別大的原因是鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑配制 為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液 請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因 Ni OH 2和Cd OH 2能溶于酸性溶液 鋰的摩爾質(zhì)量小 2Li 2H2O LiOH H2 O2 2Cu 4Ag 4H 2H2 2Cl2 4OH PH 例2 用石墨電極電解100mLH2SO4與CuSO4的混合液 通電一段時(shí)間后 兩極均收集到2 24L 標(biāo)況 氣體 則原混合液中Cu2 的物質(zhì)的量濃度為 A 1mol LB 2mol LC 3mol LD 4mol L A 陽(yáng)極O2為0 1mol 電子為0 4mol 則H2為0 1mol 所以Cu為0 1mol 濃度為A 電子守恒法在電化學(xué)計(jì)算中的運(yùn)用 如電解H2SO4 HNO3 NaOH Na2SO4等溶液時(shí)其電極反應(yīng)式為 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大 若要恢復(fù)原來(lái)的濃度 只需加入一定量的水即可 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律 1 電解水型 如電解鹽酸 CuCl2溶液等 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小 若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度 需加入一定量的溶質(zhì) 通入一定量的HCl氣體 電解鹽酸 2 電解本身 如電解CuSO4溶液 AgNO3溶液等 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小 若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度 需加入一定量金屬氧化物 電解CuSO4溶液 3 放氧生酸型 如電解NaCl KCl MgCl2溶液等 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小 若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度 需通入一定量的HCl氣體 4 放氫生堿型 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