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1.2电能转化为化学能——电解

1.2电能转化为化学能——电解
1.2电能转化为化学能——电解

课题:第2节电能转化为化学能——电解

课本:化学反应原理山东科学技术出版社

知识与能力:

1.通过对熔融氯化钠电解体系的分析,使学生掌握电解、电解池概念,清晰地建立起电极反应的概念并能够

正确地判断阴极和阳极;

2.通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练,了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的

实用价值;

3.通过学习电镀的内容,使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法,并进一步体会电解对

人类社会的重要贡献;

4.通过活动探究,提高学生的实验能力和分析能力;

5.从能量的角度理解化学科学的重要性。

过程与方法:

采用问题驱动的方法,经联想质疑中熟知的反应切入提出问题,将学生引入本节学习;以已知离子在电场中的定向移动为起点,从而分析具体反应中阴阳离子的移向,在渐进的学习中明白电解、电解池,并学会书写电极反应式;在电解原理的应用中,要让学生明白规律是有条件限制的。

情感、态度与价值观:

进一步体会化学的魅力,激发对学习的兴趣;了解方法的重要意义,明白将来实现的重要价值。

教学重点:电解原理、电极反应

教学难点:阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式

课时安排:共5课时(新课3课时,复习练习2课时)

教学过程:

(第一课时)

【联想?质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式:

2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ?mol—1如果要真个反应反方向进行,则需要外界提供能量,那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。

【学生】电能。

【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能?

【学生】电能转化为化学能

【教师】对,电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理

【板书】一、电解的原理

【阅读交流】

1)、通电前,熔融氯化钠中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?

2)、通电后,外电路上的电流方向怎样?

3)、接通电源后,熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动?

4)、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化?

熔融

电解熔融NaCl

【讲解】在熔融NaCl 中,存在自由移动的Na +和Cl -,做杂乱无章的运动。通电后,电子由电源的负极流出,

聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引,Na +要移向铁电极,做定向移动。Na +在铁电极上得到电子,Na + + e - = Na ,发生还原反应。

电子要流向正极,那么石墨电极上哪来的电子?

【学生】思考,回答

【讲解】对,Cl -要移到石墨电极上,失去电子,2Cl - — 2e - = Cl 2↑,发生氧化反应。为了维持电流,Cl -要不断

地失去电子,不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl 就分解成了Na 和 Cl 2,电能就转化为化学能储存在Na 和 Cl 2里面了。这个过程就称之为电解。 下面我们看看有关电解的几个概念。

【板书】(一)概念 1、电解:

【讲解】能够发生电解的装置叫电解池 【板书】2、电解池:

【提问】大家结合电解熔融NaCl 的例子,说说构成电解池的条件有哪些? 【学生】回答

【板书】3、构成电解池的条件: (1)外加直流电源 (2)两个固体电极

【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极,我们来看看阴阳极是怎么定义的? 【学生】阅读回答。

【讲解】结合电解熔融NaCl 的例子讲解。 【板书】阴极:发生还原反应的电极。 与电源“+”相连的电极, 得到电子的电极, 阳离子移到的电极。 阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“—”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。 (3)电解质溶液或熔融电解质 (4)构成闭合的电路

【练习】1.分析下图,属于电解池的有( ③⑥ )

2.下列说法正确的是( ①④)

①电解是把电能转变成化学能;②电解是化学能转变成电能;

③电解质溶液导电是化学变化;

④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生;

【过渡】如果随便给你一个电解池,你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢?下面我们就来讲讲这个问题。

【板书】(二)电极产物的判断和电极方程式的书写

【讲解】要讲这个问题,首先我们得明白什么是电极反应,大家阅读课本了解一下。

【板书】1、电极反应:

【举例】2、电解熔融NaCl

【板书】阴极:2Na+ +2 e- = 2Na

阳极:2Cl-— 2e- = Cl2↑

总方程式:2Na+ + 2Cl-通电

2Na + Cl2↑(离子方程式)

2NaCl 通电

2Na + Cl2↑(化学方程式)

【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。

2

【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤:

【板书】(1)明确电解液中存在的离子

【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子?

【学生】回答

【过渡】对于阳离子,到底是Cu2+先得到电子,还是H+先得到电子呢?这就涉及到离子的放电顺序的问题了,大家阅读课本,了解以下离子的放电顺序。

【学生】阅读课本。

【板书】(2)是哪些离子得失电子

放电顺序:

阴极:阳离子得电子顺序:

Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(水)Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+

阳极:阴离子失电子顺序:活性电极﹥阴离子。即:

Cu>Hg >Ag>S2->I->Br->Cl->OH->(NO3-、SO42-含氧酸根)>F-

【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。

【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。

CuCl2

2.用惰性电解Fe 2(SO 4)3 和Cu(NO 3)2的混合溶液,写出电解的电极方程式。

【作业】用石墨做电极,电解H 2SO 4溶液NaSO 4溶液NaOH 溶液HgCl 2溶液CuSO 4溶液KI 溶液,分别写出电

解的电极方程式和总方程式。 为下节课讲电解的几种类型作铺垫!

【板书设计】 一、电解的原理

(一)概念 1、电解:

2、电解池:

3、构成电解池的条件:

(1)外加直流电源 (2)两个固体电极

阴极:发生还原反应的电极。

与电源“+”相连的电极, 得到电子的电极, 阳离子移到的电极。 阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“—”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。 (3)电解质溶液或熔融电解质 (4)构成闭合的电路

(二)电极产物的判断和电极方程式的书写 阴极:2Na + +2 e - = 2Na

阳极:2Cl - — 2e - = Cl 2↑

总方程式:2Na + + 2Cl - 通电

2Na + Cl 2↑(离子方程式)

2NaCl 通电

2Na + Cl 2↑(化学方程式)

(1)明确电解液中存在的离子 (2)是哪些离子得失电子

放电顺序:

阴极:阳离子得电子顺序:

Ag +>Hg 2+> Fe 3+>Cu 2+> H +(酸)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+> H +(水)Al 3+>Mg 2+>Na + >Ca 2+> K +

阳极:阴离子失电子顺序:活性电极﹥阴离子。即:

Cu>Hg >Ag>S 2-

>I -

>Br -

>Cl -

>OH -

>( NO 3-

、SO 42-

含氧酸根)

(第二课时)

【复习提问】

1、什么叫电解?

2、什么叫电解池?

3、判断阴、阳极的方法有哪些? 4. 以石墨作电极分别电解下列溶液,在阴极不能得到氢气的是( B ) A. Na 2SO 4 B. AgNO 3 C. NaCl D. NaOH

【讲解】电解的几种类型

(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型;

(2)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,分解电解质型;

(3)电解不活泼金属的含氧酸盐,放氧生酸型;

(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐,放氢生碱型;

【板书】二、电解原理的应用

电解的类型:

1.电解水型

2.分解电解质型

3.放氧生酸型

4.放氢生碱型

【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用

(一)电解食盐水

【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些?

2、电解食盐水的产物是什么?

3、在电解食盐水时,溶液中各离子的移向何极?

4、在电解食盐水的过程中,溶液的PH值如何变化?

【学生】预习后回答

【视频】电解食盐水

【讲解并板书】现象:

电流流向:

电子流向:

阴阳极反应方程式(滴加酚酞红,红色先出现在哪?):

阴极:2H++2e-→ H2↑阳极:2Cl-→ Cl2↑+2e-

总方程式(阴极产物,阳极产物各是什么?):

总反应式:2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)

溶液PH值变化:

【学生】预习氯碱工业

【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。

【讲解】在电解Array过程中,由于阴

极区OH-浓度

变小,水的电离

平衡向生成H+

和OH-的方向

移动,随着H+

不断变为氢原

子并最终形成

氢气逸出,使阴

极区溶液中的OH-越来越多。用隔膜就可以阻止OH-移向阳极,则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集,由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。

【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序

【强调】离子放电顺序是对在一定条件下,离子并不都能在电极上发生反应。而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律,不同的实验条件会存在不同的顺序,规律是有条件限制的。

【阅读】工业电解食盐水制备烧碱

【课堂练习】练习册P13 1、2、4、13

【作业】P18 1

【板书设计】

二、电解原理的应用

电解的类型:

5.电解水型

6.分解电解质型

7.放氧生酸型

8.放氢生碱型

(一)电解食盐水

现象:

电流流向:

电子流向:

阴阳极反应方程式(滴加酚酞红,红色先出现在哪?):

阴极:2H++2e-→ H2↑阳极:2Cl-→ Cl2↑+2e-

总方程式(阴极产物,阳极产物各是什么?):

总反应式:2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)

溶液PH值变化:

(第三课时)

【知识回顾】上节课我们学习了哪些知识点?

【学生】

【预习提示】1、在铜的电解精练中,阴阳极材料各是什么?能不能换成其他的材料?

2、对电解质溶液是有什么要求?

3、阴阳极反应方程式是什么?

4、可以得到什么副产物?

【学生】预习后回答

【板书】(二)铜的电解精练

【视频】铜的电解精练

【讲解并板书】现象:电流流向:电子流向:

阴阳极反应方程式:阴极:Cu2+ + 2e-→ Cu阳极:Cu→ Cu2++2e-

电解的副产物

(三)电镀

【预习提示】

【讲解】一件表面镀有其他金属的制品,我们可以把它的结构大致分为两大部分:镀件和镀层金属。那么这

个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢?这节课我们就来看看这个问题。

【活动探究】在铁钉上镀铜

【板书】电镀:是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

注意点: ①电极: 阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极

②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。

【投影练习】

1.(1)a 、b 哪一极为正极? (2)若要给铁叉镀锌,a 极选用什么材料?选择何种溶液?(3)若要给铁叉镀金,a

2. 工业上采用Fe 、C 为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4 (1)电解时,应以 作阴极,电解过程中

阴极 附近溶液pH 将会 ,

(2)阳极反应式为 , (3)总电解反应式为 .

答案: Fe 增大 MnO 42——e - =MnO 4— 2K 2MnO 4+2H 2O=2KMnO 4+2KOH+H 2↑ 【讲解】

例一:铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液

的pH,并确定析出铜的物质的量. 解析:阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e - =H2↑

阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol.

阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.

【练习】1.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/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L

2.某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x ·n H2O ,式量为242,将1.21g 该晶体溶于水配成100mL 溶液,用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时,溶液中金属离子全部析出,此时阴极增重0.32g 。求: ①金属M 的相对原子质量及 x 、n 值; ②电解溶液的pH (溶液体积仍为100mL )。 M x + + x e- = M

0.005mol 0.01mol 0.32g

所以:x = 2 ;Ar(M) = 64 ;n = 3 产生H+为0.01mol ,pH=1

3.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

4.根据金属活动顺序表,Cu 不能发生如下反应:Cu + 2H 222行电解,这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中,能实现该反应最为恰当的是

5.按下图的装置进行电解实验:A 极是铜锌合金,B 极为纯铜, 电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后,若A 极恰好 全部溶解,此时B 极质量增加7.68克,溶液质量增加0.03 克,A 合金中Cu 、Zn 原子个数比为

A 4︰1

B 3︰1

C 2︰1

D 任意比

【板书设计】

(二)铜的电解精练

现象: 电流流向: 电子流向:

阴阳极反应方程式:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极:Cu→ Cu 2++2e -

电解的副产物

(三)电镀

电镀:是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

注意点: ①电极: 阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极

②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。 三、电解池、电解精练池、电镀池的比较 【作业】P 18 2 【教学反思】

(第四课时)

【知识总结】 【典例精析】

【例1】如右图是电解CuCl 2溶液的装置,其中 c 、d 石墨电极,则下列有关判断正确的是(C ) 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,Cl - 物质的量浓度不变

【解析】依据电流方向,可推出a 为电源正极,b 为负极,则c 是电解池的阳极,Cl -

失电子转化为Cl 2;d 是电解池的阴极,产生Cu ,d 电极质量会增加。 【例2】.用石墨电极持续电解下列溶液(电流强度不变),阳极上产生气体的

的量可能发生如下图所示变化的是(D ) A.KI 溶液 B.Na 2SO 4溶液 C.CuSO 4溶液 D.NaCl 溶液

【解析】电解KI 溶液时,I -

优先在阳极失去电子生成I 2,起初没有气体放出。电解Na 2SO 4溶液相当于电解

电解

电解的定义

电解原理的应用

定义:电能转化为化学能 阴阳极

的判断 电解时电极

产物的判断

阳极:与电源正极相连

阴极:与电源负极相连 阳极产物的判断

阴极产物的判断

阳极:阴离子的放电顺序

阴极:阳离子的放电顺序 氯碱工业 电镀

铜的电解精练 电解法冶炼金属

水,在阳极生成氧气,图象中不可能出现拐点。电解CuSO4溶液时,一直是OH-在阳极失去电子生成O2,图象中同样不可能出现拐点。电解NaCl溶液时,Cl-优先在阳极失去电子生成Cl2,当Cl-消耗完时,转换为OH-放电而生成O2,每转移1mol电子,可生成0.5molCl2,但只能生成0.25molO2,也就是说,前半段斜率较大,后半段斜率较小,与图象完全吻合。

【例3】.有X、Y、Z、M四种金属,已知:X可以从Y的盐溶液中置换出Y;X和Z组成原电池时,Z为正极;Y和Z的离子共存于电解液中,Y离子先放电;M的离子氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是(D)

A.X>Y>Z>M

B.X>Z>M>Y

C.M>Z>X>Y

D.X>Z>Y>M

【解析】X可以置换出Y,说明金属活动性X>Y;X和Z作原电池电极时,Z为正极,说明金属活动性X>Z;Y和Z的离子共存,Y离子先放电,说明金属活动性Z>Y;M的离子氧化性强于Y的离子,说明金属活动性MZ>Y>M。

【例4】.用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是(B)

阳极阴极溶液甲物质乙

A.Pt Pt NaOH NaOH固体

B.Pt Pt H2SO4H2O

C.C Pt NaCl 盐酸

D.粗铜精铜CuSO4Cu(OH)2

【解析】电解NaOH、H2SO4溶液,都是电解水,所以加水就可以复原,A错误;B正确;电解NaCl溶液后应加入氯化氢使之复原,如果加盐酸,会使NaCl溶液物质的量浓度减小,C错误;D选项,阳极:Cu-2e-→Cu2+,阴极Cu2++2e-→Cu,电解质溶液物质的量浓度没变,不用加任何物质。

【例5】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(B)

A.a为正极,b为负极:NaClO和NaCl

B.a为负极,b为正极:NaClO和NaCl

C.a为阳极,b为阴极:HClO和NaCl

D.a为阴极,b为阳极:HClO和NaCl

【解析】用石墨作电极时,在阳极上应是Cl-放电,2Cl--2e-→Cl2,在阴极上是水电离出的H+放电,2H++2e-→H2,水电离出的H +消耗后,产生的OH-与Cl

-,则消毒液为NaClO

2反应产生ClO

和NaCl,如果Cl2在上端产生,则Cl2直接向外排出,不能与OH-反应,故Cl2应在下端产生,即b为电源的正极,与之相连的碳棒为阳极。

【练习讲评】

【题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(D)

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

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

【解析】电解硫酸钠实质上只电解水。根据阳失氧、阴得还,可知阴极(a 电极)产生氢气,阳极(b 电极)产生氧气,所以a 电极附近富集着氢氧根离子,使石蕊呈蓝色,4H 2O+4e -

→2H 2↑+4OH -

;而b 电极附近发生2H 2O -4e -

→O 2↑+4H +

而使石蕊呈红色。

【题2】下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中,正确的是(D ) 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

【解析】在电解池中,导线和电极上是由电子的定向移动,而溶液中则靠离子的定向移动,才使整个电解池形成一个闭合回路;导线中电子的方向与电流方向相反,故电子从电解池的阳极流向电源的正极,从电源的负极流向电解池的阴极;电解质溶液中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动;不论如何,两极上转移的电子数总是相等的。

【题3】下列叙述中不正确的是(D )

A.电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应

B.不能自发进行的氧化还原反应可通过电解实现

C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应

D.电解饱和食盐水时,阳极得到NaOH 溶液和氢气

【解析】电解饱和食盐水时,在阳极得到氯气,在阴极得到氢气和NaOH 溶液。

【题4】用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解质溶液的pH 下降的是(B ) A.CuCl 2溶液 B.AgNO 3溶液 C.BaCl 2溶液 D.H 2SO 4溶液

【解析】4 AgNO 3+2H 2O==4Ag+O 2↑+4HNO 3 阴极产物为Ag ,阳极产物为氧气和氢氧化钠。 【题5】电解溶液时,如果阴极上有1.6g 铜析出,则阳极上产生气体的体积(标准状况)约为(A ) A.0.28L B.0.56L C.014L D.11.2L

【解析】本题首先要判断阳极上产生什么气体,依据阳失氧,阴得还,可推知阳极上产生的气体是氧气,从电子转移的角度可知电子转移0.05mol ,故氧气有028L 。

L 28.0mol L 4.224

2mol

g 64g

6.1)O (V 11

2=????=--

【题6】用含少量银和锌的粗铜做阳极,纯铜片做阴极,CuSO 4溶液做电解液,电解一段时间后,阳极质量减少了x g ,则(D )

A.电解液质量增加x g

B.阴极质量增加x g

C.阴极质量增加a g ,a>x

D.阴极质量增加b g ,b

Na 2SO 4溶液

阳极:Zn→Zn2++2e-Cu→Cu2++2e-

阴极:Cu2++2e-→Cu,故阳极失去的质量大于阴极增加的质量,使溶液质量增加,但增加值小于x。

【题7】当用铜做电极电解CuSO4溶液时,在阴极的产物是(A)

A.铜

B.铜和氧气

C.氧气

D.氢气

【解析】本题相当于在铜上镀铜,与电解质溶液无关,也就是阳极铜减少,阴极铜增加。

【题8】下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是(C)

A.粗铜极做阳极

B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为Cu2++2e-→Cu

C.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极泥

D.电解铜的纯度可达

99.95%~99.98%

【解析】Ni、Fe、Zn等金属的金属性比Cu强,在阳极首先是金属性强的金属失电子,故Ni、Fe、Zn应变为对应阳离子进入溶液。

【题9】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁,下列有关该电解过程的叙述中,正确的是(BC)

A.两个电极必须都用惰性电极

B.阳极必须用惰性电极,阴极可以是惰性电极;也可以是金属电极

C.电解熔融状态的氯化镁

D.电解氯化镁的水溶液

【解析】电解氯化镁获取金属镁,也就是说镁离子需要得到电子,所以必须将其转变为阴阳离子,如果在水溶液中,水电离的氢离子会优先得电子,因此只能在熔融状态下进行。再根据阴得还,可得该电极上发生的是镁离子得到电子的反应,对于任意电极都没有影响,因为惰性电极和金属电极均无法得到电子。阳失氧,可得此变化应在阳极上发生失电子的反应,如果该电极使用活性电极的话,会优先失电子,产生出的金属阳离子对后面进行的电解存在干扰,甚至再次优先得电子变为电镀。

【题10】许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中,正确的是(A)

A.含杂质的粗金属做阳极,与直流电源的正极相连

B.阴极只要是一种导体即可,与精炼过程无关

C.电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外,绝对不能含有其他金属阳离子

D.在精炼过程中,电解质溶液的成分不发生任何变化

【解析】阳极要失电子,含杂质的粗金属做阳极,精金属作为阴极,若阴极用其他导体就会使需要精炼的覆盖在该导体上;粗金属中可能含有一些比较活泼的金属,失电子之后也会到溶液,电解质溶液的成分可能会增加。

【题11】在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是(A)

A.锌做阳极,镀件做阴极,溶液中含有Zn2+

B.铂做阴极,镀件做阳极,溶液中含有Zn2+

C.锌做阳极,镀件做阴极,溶液中含有Fe2+

D.锌做阴极,镀件做阳极,溶液中含有Zn2+

【解析】应用电镀池原理,可知镀件做阴极,镀层做阳极,溶液中含有镀层的金属阳离子。

【题12】标明下列装置中电解池的阴极和阳极,写出电极反应式,并判断分别是氧化反应还是还原反应。

【解析】三个装置的电极

都是惰性电极,因而电极反应都与电极无关,在电解池中,与电源正极相连、发生的电极反应是氧化反应的电极是阳极,与电源负极相连、发生的电极反应是还原的电极是阴极。根据以上原则就可标明电解池的阴、阳极,写出电极反应的化学方程式,并判断是氧化反应还是还原反应。如A :氯离子在阳极失电子,氢离子在阴极得电子;B :银离子在阴极得电子,水电离出的氢氧根离子在阳极失电子;C :溴离子在阳极失电子,水电离出的氢离子在阴极得电子。

(第五课时)

【题1】在电解水制取H 2和O 2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中的(A ) A. NaOH B. HCl C.NaCl D.CuSO 4

【解析】因为电解水,所以加入的物质应该不参与电极反应,HCl 、NaCl 中的Cl -、CuSO 4中的Cu 2+均参与电极反应,而加入NaOH 后仍然是电解水,但由于提供了Na +、OH -导电性明显增强。

【题2】在水中加入等物质的量的Ag +、Pb 2+、Na +、SO 42-、NO 3-、Cl -,该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量之比为(C) A.35.5:108 B.16:207 C.8:1 D.108:35.5

【解析】由于Ag +与Cl -、Pb 2+与SO 42-形成沉淀,电解的是NaNO 3溶液,实质是电解水。

【题3】用铂电极(惰性电极)电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别是H 2和O 2的是(AC) A.稀NaOH 溶液 B.HCl 溶液 C.酸性MgSO 4溶液 D.酸性AgNO 3溶液 【解析】阴极和阳极的主要产物分别是H 2和O 2时,实质就是电解水。

【题4】用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重a g 时,在阳极上同时产生b LO 2(标准状况)。从而可知M 的相对原子质量为(C ) A.

b

ax

4.22 B. b ax 2.11 C. b ax 6.5 D. b ax

5.2

【解析】阳极:OH -==2H 2O+O 2↑+4e - 阴极:M x++xe -==M 根据两极得失电子数相等,有下列关系:

x mol

M g ag 4mol L 4.22bL 1

1??=??-- 可解得M=b ax 6.5 【题5】在一U 形管中装入含有紫色石蕊的Na 2SO 4溶液,通直流电,一段时间后U 形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右的颜色次序是(C )

A.蓝、紫、红

B.红、蓝、紫

C.红、紫、蓝

D.紫、红、蓝

【解析】本题以电解原理为核心命题点,考查电解后溶液的酸碱性与酸碱指示剂的变色关系等知识点。用惰

性电极电解Na 2SO 4溶液,就等同于电解水,阳极OH -放电,使阳极附近H +浓度增大,阴极H +放电,使阴极附近OH -的浓度增大。

【题6】把25℃时,将两个铂电极插入一定量饱和Na 2SO 4溶液中进行电解,通电一段时间后,在阴极逸出a mol 气体,同时有W g Na 2SO 4???10H 2O 晶体析出。若温度保持不变,剩余溶液中溶质的质量分数为(C )

A.%100a 18W W ?+

B. %100a

36W W

?+

C.

%)a 18W (161W 7100+ D. %)

a 36W (161W

7100+ 【解析】本题首先要明确剩余的溶液仍为饱和溶液,也就是说该题就是求饱和溶液的质量分数,那析出的晶体与被电解的水放在一起也应该为饱和溶液,因而就可以利用数据进行求解。先求W g Na 2SO 4???10H 2O 晶体中溶质的质量即为322

142W ?,溶液的质量为晶体的质量加上被电解掉的水的质量。阴极逸出a mol 气体,也

就是氢气,所以可知被电解的水也为a mol ,质量为18 a 。故有答案:C 。

【题8】将两个铂电极插入500mL CuSO 4溶液中进行电解,通电一段时间后,某一电极增重0.64g (设电解使该电极无H 2放出,且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中c(H +)浓度约为(A ) A.4×10-3

mol ?L -1 B. 2×10-3

mol ?L -1 C. 1×10-3

mol ?L -1 D. 4×10-7

mol ?L -1

【解析】用惰性电极电解CuSO 4溶液,电极能增重的只有在阴极。在阴极有0.001molCu 2+得到电子析出0.064g Cu ,在阳极同时有0.002mol OH -失去电子,同时生成0.002mol H +。

【题9】将质量分数为5.2%的NaOH 溶液(密度为1.06g ?cm -3)1 L 用铂电极电解,当溶液中NaOH 的质量分数改变了1.0%时停止电解,则此时溶液中的关系是(B )

【解析】本题可巧解,因为用惰性电极电解NaOH 溶液,其实质是电解水,所以溶质的质量分数肯定增加,排除C 、D ;阳失氧,阴得还,则有阳极产物为O 2,阴极产物为H 2,阳极析出物的质量大于阴极析出物的质量。

【题10】用石墨作电极电解3mol ?L -1 KCl 和0.5mol ?L -1 Al 2(SO 4)3的混合溶液时,下图电解变化的曲线合理的是(AD )

【解析】电极为惰性电极,溶液中各离子的放电顺序为:阳离子:H+>Al3+>K+,阴离子:Cl->OH->SO42-。电极反应为:阳极2Cl-→Cl2↑+2e-,阴极2H++2e-→H2↑,溶液中还伴有Al3++3OH-==Al(OH)3↓,其中H+和OH-

是由水电离产生的,故电解总反应式为:2Al3++6Cl-+6H2O 通电

2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。恰好

n(Al3+):n(Cl-)=1:3,所以电解至二者消耗完时,溶液为K2SO4溶液,接下来接续电解实际上是电解水,所以pH 值先增大后保持不变且接近于7,沉淀则从无到最大值。

【题11】工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水,采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。请回答下列问题:

(1)两极发生反应的电极式为阳极:,阴极:

(2)写出变为的离子方程式:

(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是

(4) (填”能”或”不能”)改用石墨电极,原因是

【解析】用铁做电极电解时,阳极:为铁失电子生成亚铁离子,阴极为氢离子得电子生成氢气。阳极生成的亚铁离子进入溶液中与Cr2O72-发生氧化还原反应生成铁离子和铬离子,在电解过程中,H+不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗H+,所以H+浓度减小,使得OH-的浓度增大,从而使得生成铁离子和铬离子全部都产生沉淀。如果不用铁电极,用石墨的话就无法产生亚铁离子继续后面的反应了。

【题12】在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如图。接通电源,阳极周围的液体呈棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:

(1)阳极上的电极反应式为

(2)阴极上的电极反应式为

(3)原上层液体是

(4)原下层液体是

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是

(6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是,现象是

【解析】两种互不相溶的无色液体,电解后上层呈棕色,下层不变色,可肯定上层为电解质溶液,下层为不溶于水且密度比水大的有机物。因而可确定该有机物为CCl4溶液。搅拌静置后下层为紫红色,所以可确定该物质为I2。是由于I2在CCl4溶液中的溶解度比在水中的大,产生萃取作用。从而可确定本题电解时在阳极是碘离子放电,阴极是氢离子放电。对于配上什么阳离子,这与题6的检验是密切相关的,一般阳离子可选钠离子或钾离子,所以采用焰色反应来检验。

【题13】用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液通电40min后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为,通过电解槽的电流强度为。

【解析】本题从两极均收集到2.24L气体(标准状况)可知,Cu2+和H+均有放电且铜离子优先放电。书写出电极方程式就可求得生成Cu 0.1mol,Cu2+的物质的量浓度为1mol/L。接着再根据Q=It=nN A e ,最后求出I。【题15】如图A为直流电源,B为浸泡饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B

上的c点显红色。请填空:

(1)电源A上的a为极。

(2)滤纸B上发生的总化学方程式为,欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为,电极f上发生的反应为,槽中盛放的镀液可以是或。

【解析】B上c点显红色,是由于2H++2e-→H2↑破坏了水的电离平衡导致溶液显碱性所致,故c为电解池的阴极,从而确定电源A的两极,进而解决本题。

化学能转化为电能教案

《化学能转化为电能》教案 张丽红 教学目标: 知识目标:通过实验探究, 使学生认识化学能可以转化为电能,初步认识原电池的结构和工作原理。学会判断原电池的正、负极,初步认识电极反应式及原电 池反应方程式的书写。 情感目标:培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度,训练科学的学习方法,渗透环境保护意识 能力目标:培养学生探究式的思维能力、自学能力和动手能力及发现问题、分析问题和解决问题的能力。 教学重点、难点:原电池原理,构成原电池的一般条件。 教学方法:1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程,引导学生观察、思考、推理、探究。 2、利用多媒体将微观、抽象的理论转为具体、直观的形象。 学习方法:实验——观察——思考——讨论——结论——应用。 教学用品:铁丝、铜丝、锌片、铜片、镁条、铅笔芯、火柴梗、西红柿、稀硫酸、无水乙醇、导线、烧杯、电流计、实物展台、投影仪。 教学过程: 『导入』由实验:将铜片和锌片用导线连接起来,并串联一个电流计,插入稀硫酸溶液中,观察实验现象。导出什么叫做原电池。 【板书】第三节化学能转化为电能-----原电池 一、原电池 1、概念:把化学能转化为电能的装置 2.工作原理:氧化还原反应 [投影]化学能转化为电能 一、原电池 1、概念:将化学能转化成电能的装置称为原电池 2、电极名称及电极反应:负极(锌片):Zn-2e-=Zn2+正极(铜片):2H++2e-=H2↑ 原电池总反应: Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 3、电子方向: 由负极经导线到正极电流方向:正极到负极 4、实质:氧化还原反应分开在两极进行,还原剂所失去的电子通过导线转移到氧化剂。 『实验探究』(学生分组实验并讨论) 构成原电池的一般条件 注意观察指针是否偏转,若偏转,方向如何?正负极分别是什么?若不偏转,可能的原因是什么?

电能转化为化学能——电解(习题)

电能转化为化学能——电解(习题) 1.下列说法正确的是() A.电解池能把化学能转化为电能 B.电解池中与直流电源正极相连的电极是阳极 C.通电时,电子从电解池的阴极流出,并沿导线流回电源 的负极 D.电解池中的阴离子在阴极上发生氧化反应 2.下列装置能构成电解池的是() 3.如图是用石墨电极电解CuCl2溶液的装置,下列分析正确的是() A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离 C.阳极上发生的反应:Cu+2e Cu D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体 4.用铂电极电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是() A.稀NaOH溶液B.HCl溶液 C.CuSO4溶液D.AgNO3溶液 5.用石墨电极持续电解下列溶液(电流不变),阳极上产生气体的量可能发生如右图所示 变化的是() A.KI溶液B.Na2SO4溶液 C.CuSO4溶液D.NaCl溶液 6.关于电解NaCl水溶液,下列说法正确的是() A.电解时钠离子向阳极移动 B.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色 D.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色

7.冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质,俗称粗铜。粗铜 的导电性不够理想,工业上常常通过电解法除去这些杂质制得精铜。下列关于粗铜精炼的叙述中,正确的是() A.粗铜与电源的正极相连 B.电解过程中,电解质溶液的浓度保持不变 C.电解后,溶液中不存在Fe2+、Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥并无价值 8.若要在铜片上镀银,则下列叙述中错误的是() ①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是:Ag+e Ag ④在银片上发生的反应是:4OH-4e2H2O+O2↑ ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A.①③⑥B.②③⑥ C.①④⑤D.②③④⑥ 9.在50 mL 0.2 mol·L的硫酸铜溶液中插入两个电极,通电电解(不考虑水分蒸发): (1)若两极均为铜片,则电解过程中溶液浓度将_______; (2)若阳极为纯锌,阳极反应式是___________________; (3)如果两极均为铜片,且不考虑H在阴极上放电,当电路中有0.01 mol电子通过时,阴极增重_______。 10.右图为以惰性电极进行电解的装置: (1)写出各电极上的电极反应式和总反应方程式: A:______________________________________, B:______________________________________, 总反应:_________________________________; C:______________________________________, D:______________________________________, 总反应:_________________________________。 (2)反应一段时间后,在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为___________。

(完整版)化学能与电能的转化教学设计

化学能与电能的转化课例分析 【教材分析】 本节的内容是化学能与电能。化学反应与能量是最重要的原理性知识之一,也是在社会生产、生活和科学研究中广泛应用的知识,是对人类文明进步和现代化发展有着重大价值的知识,与我们每个人息息相关。化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。 在上一节已经学习了“化学能与热能”的关系,通过实例和实验,了解化学能与热能的相互转化,了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。在选修模块“化学反应原理”中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量、电化学基础。本节内容是对前一节课中“一种能量可以转化为其他形式的能量,如热能和电能等”论述的补充和完善,又是为学习“电化学基础”奠定必要的基础。 【教学目标】 1、知识与技能: 了解常见的化学能与电能的转化方式 理解原电池原理及其形成条件 2、过程与方法: ⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。 ⑵通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神 ⑶通过思考与交流,让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。 3、情感、态度与价值观 ⑴培养学生主动参与意识。 ⑵经历探究过程,提高学生的创新思维能力,勇于探索问题的本质特征,体验科学过程。 【教学重点】 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 【教学难点】 原电池工作原理 【教学方法】 1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程,诱导学生观察、思考、推理、探究; 2、教学中以教师为主导,学生为主体,教材为主线,思维为中心; 3、利用计算机,化微观、抽象为具体、直观、形象。 【教学过程】

最新化学能转化为电能教学设计

必修2《化学能转化为电能》教学设计案例 厦门集美中学化学组韩冬 一.教材分析与教学思路 1.教材分析 案例章节:《普通高中标准实验教科书(苏教版)》必修2专题二第三单元化学能转化为电能(第一课时) 内容分析:本单元知识内容在必修1中,讲到了很多的电解的生活实例但还没有形成具体的知识概念。教材利用活动与探究铜锌原电池的装置,总结出原电池的原理。通过实验现象的分析出两极的反应方程式,通过上面知识的构建总结出原电池的原理,提出原电池的概念。最后设计了交流与讨论钢铁的吸氧腐蚀来巩固学生对原电池的理解。 2. 教学思路与设计 本节课属于电化学的内容,学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。根据课标要求:要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,并能用生活中的材料制作简易电池。要求从知识角度上不高,在化学选修中还会继续学习。所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。根据前苏联教育家维果茨基提出的“最近发展区”理论,在提出原电池理论前应结合学生已有的生活体验和对电的感性知识给学生搭建一个平台。 在课的引入时,我用“借实验用品”的方式来完成第一个环节也就是借用学生在生活中接触很多的不同面值的硬币和面巾纸来完成。通过用灵敏电流表来测试硬币原电池的电流,来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度,同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因。为下一个环节提供了铺垫,为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容,并记录现象。做完实验交流结果,引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过投影生活中常见的案例练习来巩固原电池的概念理解通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析课前硬币发电实验中如何利用电流表确定正负极,及哪种材料更为活泼,让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。最后讨论交流钢铁的腐蚀完成吸氧腐蚀的内容,这部分以了解为主不拓展太多。 二. 三维目标

电能转化为化学能——电解练习

电能转化为化学能——电解练习题 1.电解池中电解某盐溶液时,阴、阳两极相等的是 () A.析出物质的物质的量 B.析出物质的质量 C.转移电子的数目 D.放出气体的体积 2.下列描述中,不.符合生产实际的是 () A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作为阳极 B.电解法精炼粗铜,用纯铜作为阴极 C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作为阴极 D.在镀件上电镀锌,用锌作为阳极 3.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.HCl溶液 C.酸性CuSO4溶液 D.酸性AgNO3溶液 4.按下图所示装置进行实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴应表示 ①c(Ag+)②c(NO-3)③a棒的质量④b棒的质量⑤c(H+) A.①③B.③④ C.①②④ D.①②⑤ 5.如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 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 6.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流

电源,一段时间后,发现a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为 白色,外圈呈浅红色.则下列说法错误的是 ( ) A .b 电极是阴极 B .a 电极与电源的正极相连接 C .电解过程中,水是氧化剂 D .b 电极附近溶液的pH 变小 7.某同学按右图所示的装置进行电解实验.下列说法正确的是 A .电解过程中,铜电极上有H 2产生 B .电解初期,总反应方程式为:Cu +H 2SO 4=====电解 CuSO 4+H 2↑ C .电解一定时间后,石墨电极质量不变 D .整个电解过程中,H +的浓度不断增大 8.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质),能 使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 ( ) A .AgNO 3[AgNO 3] B .NaOH [H 2O] C .KCl [KCl] D .CuSO 4[Cu(OH)2] 9.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1∶2 D .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∶1 10.如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl 饱和溶液,C(Ⅰ)、 C(Ⅱ)为多孔石墨电极.接通S 后,C(Ⅱ)附近溶液变红,两玻璃管中有 气体生成.下列说法正确的是 ( ) A .C(Ⅰ)的电极名称是正极 B .C(Ⅱ)的电极反应式是2Cl -―→Cl 2↑+2e - C .电子从电源的负极沿导线流向C(Ⅱ) D .电解过程中,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)两极产生的气体质量相等 11.常温下用石墨电极,电解100 mL 0.1 mol·L -1Cu(NO 3)2和0.1 mol·L -1 AgNO 3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是 ( ) A .阴极增重1.4 g B .所得溶液pH <1 C .阴极增重0.64 g D .所得溶液pH >1 12.按如下图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x 表示流入电极的电子的物质的

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化 (时间:45分钟满分:100分) 一、选择题(本题共8题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求) 1.以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( )。 A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 2.下列关于工业冶金的描述中不正确的是( )。 A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,阳极反应式为2O2--4e-===O2↑ B.电解法精炼铜,用粗铜作为阴极 C.电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D.在电镀件上电镀锌,用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液 3.大功率镍氢动力电池及其管理模块是国家“十五”863计划电动汽车专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平,解放军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零),电池反应通常表示为: LaNi5H6+6NiO(OH) 放电 充电 LaNi5+6Ni (OH)2 下列有关镍氢电池的说法,不正确的是( )。 A.电池工作时,储氢合金作负极 B.电池充电时,阳极发生氧化反应 C.电池放电时,电子由正极通过外电路流向负极 D.电池工作时,负极反应式:LaNi5H6+6OH--6e-===LaNi5+6H2O 4.(2012浙江高三调研)已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量,可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中,常用银电量计,如图所示。下列说法不正确的是( )。 A.电量计中的银棒应与电源的正极相连,铂坩埚上发生的电极反应是:Ag++e-===Ag B.称量电解前后铂坩埚的质量变化,得金属银的沉积量为108.0 mg,则电解过程中通过电解池的电量为96.5 C C.实验中,为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差,常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋,测量结果会偏高 D.若要测定电解饱和食盐水时通过的电量,可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连,铂坩埚与电源的负极相连 5.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( )。 A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O D.正极上发生的反应为:O2+4e-+2H2O===4OH- 6.关于下列装置说法正确的是( )。

第一章第二节电能转化为化学能预习学案

第一章第二节电能转化为化学能──电解预习学案 编辑人:李莲花 学习重点:以电解熔融的氯化钠为例,理解电解的基本原理,初步掌握一般电解反应产物的 判断方法。 学习难点:了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理,体会电解原理的应用。(阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。 第一课时电解原理 问题一、电解 【自主学习】 ⒈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:。 ⒉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。 [要点强化指导] ⑴电解时所用的电流必须是直流电,而不是交流电。 ⑵熔融态电解质可被电解,电解质溶液也可被电解。 ⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程,这一过程在通常情况下是不能进行的。 问题二、电解池 【自主学习】 ⒈电解池的含义 将转化为的装置被称为电解池。 ⒉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。 3. 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)。 4.: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( ) ①电解是把电能转变成化学能;②电解是化学能转变成电能; ③电解质溶液导电是化学变化;④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生; 问题三、电极反应及其反应式的书写 【自主学习】 ⒈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。 [合作探究1]:电极与电子的移动方向有怎样的特点? ⑴阳极与电源的相连,阳极上发生反应,电子由电解质中 的放电经电解池极、外电路到电源的极,即:极 电 源的极; ⑵阴极与电源的极相连,阴极上发生反应,电子由电源的极、外电路到 电解池极被电解质中的阳离子得到,即:电源的极电解池的极。 [要点强化指导]电极与溶液(或熔融电解质)中的离子移动 ⑴电解池的极上有富积的大量的,故电解质中带电荷的离子向该极移动; ⑵电解池的极上缺失,故电解质中带电的离子向电解池的极移动。 规律: 阴极:发生还原反应的电极。 与电源“—”相连的电极, 得到电子的电极, 阳离子移到的电极。 阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“+”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。 [规律指导与总结]:电极反应式的书写形式与步骤 ⑴电极反应式的书写形式有两种(以Cl-被氧化为例): ①2Cl-- 2e-= Cl2↑;②2Cl-→Cl2↑+ 2e-。 举例:写出电解熔融NaCl的电极方程式 ⑵总结电极反应式的书写步骤: ①看电极:主要看阳极是何类型的电极,若为活性电极,电极本身被氧化;若为惰 性电极,溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。 ②看离子:搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子,首先排出放电 顺序,然后书写电极反应式。 ③书写时一定不要忘了水的电离,水溶液中始终有H+和OH-,放电顺序中H+和OH- 之后的离子一般不参与电极反应。 ④两个电极反应式所带的电荷必相等。 ⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式 减去某一电极反应式就等于另一电极反应式 问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序 【自主学习】 ⒈离子的放电是指离子失去电子或离子得到电子的过程。阴离子放电越容易,电子就越容易,性就越强;反之,阳离子放电越容易,电子就越容易,性就越强。

《化学能与电能的转化》.

《化学能与电能的转化》 班级________ 姓名____________ 1 ?将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。 燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80% (一般柴油发电机只有40%左右),产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是() A ?上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质 B ?氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇 航员使用 C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH,该电池的负极反应为:C2H5OH —12e「= 2CO2 T+ 3H2O D .甲烷燃料电池的正极反应为:O2+ 2H2O + 4e—= 4OH 2 ?固体氧化物燃料电池是由美国西屋(West-i nghouse )公司研制开发的。它以固体氧化锆一 氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2—)在其间通过。该电池的工 作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( ) A . O2—向电池的负极移动 B .有H2放电的b极为电池的正极 C. a极对应的电极反应为C b+2H2O+4e =4OH D .该电池的总反应方程式为2H2+O2輕2H2O 3.类推是在化学学习和研究中常用的思维方法,但类推出的结论最终要经过实践的检验才能 决定其正确与否,下列几种类推结论中不正确的是( ) A .钠、镁都是活泼金属,由金属钠和镁引起火灾都不能用干冰灭火器灭火 B. NaHSO3溶液能与NaAIO2反应生成白色沉淀,NaHCO3溶液也能与NaAIO 2反应生成白色沉淀 C. NH4CI、NH4I结构相似,将两种固体分别加热,都分解生成HX和NH3 D .原电池中通常是活泼金属做负极,不活泼金属做正极,用铜和铝与浓硝酸构成原电池 时,铝是负极 4 .一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通人乙烷和 氧气,其总反应为:2C2H6+7O2+8KOH = 4K2CO3+10H2O,有关此电池的推断正确的是 A .负极反应为:14H2O+7O2+28e-= 28OH-( ) B .放电一段时间后,负极周围pH升高

人教版高一化学必修2:2.2.1《化学能转化为电能》教案设计

第3单元课时1 化学能转化为电能 教学设计 一、学习目标 1.了解常见的化学能与电能的转化方式。 2.通过实验探究,认识化学能可以转化为电能;理解科学探究的意义、过程与方法。 3.理解原电池的工作原理,掌握原电池的构成条件,正确书写简单原电池的电极反应和总反应。 4.了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性,形成科学技术的发展观;感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,形成较为客观、正确的能源观,提高开发高能清洁燃料的意识。 二、教学重点及难点 教学重点:原电池的概念、原理、组成及应用。 教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。 三、设计思路 学生对“电”有着较丰富的感性认识。充分利用学生已有的经验,以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识,调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。 本课从日常生活中常见的电池入手,通过各种电池的展示,提出疑问:这些电池是如何产生电流的?学生根据物理对电流的认识,提出假设:有电子的流动,因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。引导学生通过简单的氧化还原反应验证这一假设。通过锌、铜与硫酸的简单组合,体验电流的

产生。引出原电池的概念。再利用分组实验的方式探究原电池的工作原理、构成条件。同时从电子转移的方向确定原电池正极、负极,电极上发生的反应,并写出电极反应式、电池总反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池,将化学能转化为电能,为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源,以拓宽学生的知识面。 四、教学过程 【创设情景】展示图片:生产、生活都离不开电。我们平时所用的手电筒、计算器、手机、笔记本电脑、电子表等都需要用到电池。这些电池是怎样产生电流的呢?(见PPT2) 【板书】一、化学能转化为电能 1.电池是怎样工作的 【活动与探究】同学以小组为单位完成实验,分析原因。(见PPT3、4、5)[实验1]把一块锌片插入稀硫酸中 [实验2]把一块铜片插入稀硫酸里 [实验3]把一块锌片和一块铜片同时平行插入稀硫酸(锌片与铜片不接触)。 [实验4]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来,然后将锌片与铜片平行插入稀硫酸中。 [实验5]在导线中间连接一个灵敏电流计。 [学生交流、讨论] 1.实验1和实验2中的现象有何不同?是什么原因造成的? 2.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,铜片表面有气泡产生,你认为这种气体可能是什么?锌片和铜片上可能分别发生什么反应?如何证明? 3.灵敏电流计的指针发生偏转,说明有电流通过,你如何解释这一现象?该装置的正负极分别是什么?请你再设计实验加以证明。 【板书】(1)什么是原电池(见PPT6)

1.2《化学能与电能的转化》教案

《化学能与电能的转化》教案 疏导引导 知识点1:原电池的工作原理 1.原电池的判定 (1)先分析有无外接电源,无外接电源才有可能为原电源;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极);看溶液——两极插入电解质溶液中;看回路——形成闭合回路或两极直接接触;看本质——有无氧化还原反应发生。 (2)多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池。 2.原电池正、负极的判定 (1)由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。如MgAlHCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但MgAlNaOH溶液构成的原电池中,负极为Al。(思考:AlCuHCl,AlCu 浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别是什么?) (2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生,电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。如:ZnCCuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。 (3)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况,是氧化反应还是还原反应,是H+还是OH-或I-等放电,从而确定正、负极。 3.电极反应式的书写 (1)负极:负极电极是还原材料失去电子被氧化发生氧化反应。 (2)正极:正极电极反应要分析电极材料的性质;若电极材料是强氧化性材料,则是电极材料得电子被还原,发生还原反应;若电极材料是惰性的,再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应,能则是溶液中的阳离子得电子,发生还原反应;若不能与负极材料反应,则考虑空气中的氧气,由氧气得电子,发生还原反应。 (3)原电池反应:电解质溶液中,正负极上发生的两极反应的电子得失要相等,或直接写电极材料与电解质溶液间发生的氧化还原反应。

江苏省邳州市第二中学高三化学 第二节 电能转化为化学能 电解复习教案

江苏省邳州市第二中学高三化学第二节电能转化为化学能电解复 习教案 一、教学目标: 1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2.了解氯碱工业,电镀,冶金的原理 3.掌握电解电极方程式的书写。 4.金属的电化学腐蚀 二、教学重点: 电解原理及应用 三、教学过程: 我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。化学能也能转变为电能,用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 一、电解原理 讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 金属电解质导电粒子 导电状态 温度影响 导电实质电子定向移动 过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。 实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。 讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。 1.电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程? 通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-

通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原; 阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化 讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。 2.电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极:Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式:___________________ 放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自 发的)的过程叫电解。 讲:所以电解质导电的实质便是——电解 电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问:构成电解池的条件是什么? 电源、电极、电解质构成闭和回路。 4.离子的放电顺序 阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)) Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-) S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性电极时:电极本身溶解放电 问:放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗? 否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。 问:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,为什么?可以加食盐吗?练习:电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。 5.电解规律: (1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型。 问:初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性,影响水的电解吗? 电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2?氧气溶解度大于氢气

重点高中化学《化学能与电能》教案必修

精心整理高中化学《2.2化学能与电能》教案(1)新人教版必修2 三维目标 知识与技能 1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。 2.形成原电池的概念,探究构成原电池的条件。 1. 2. 能力。 [ 二、 [学生自学]阅读课本P35第二、第三段。思考问题:(教师播放投影片) 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开,使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境,化学物质的选择。 5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题 [师生互动]: 1.学生活动形式:组成课堂学习小组进行讨论,建立思维模型。 2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。 3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题(怎样实现上述想法?氧化剂和还原剂分别选择什么物质?它们怎样给出和接受电子?)。

师:能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开?这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动,从而完成化学能向电能的转化。 [板书] 实验设计:1.Cu-Zn原电池实验: ①Cu、Zn分别插入稀硫酸中。②Cu、Zn同时插入稀硫酸中,但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应,Zn:Zn -2e =Zn2-负极 H+在Cu片上发生还原反应,Cu:2H++ 2e=H2↑正极 师:很好,总的离子反应方程式:Zn2++2H+=Zn2++H2↑ 石墨与稀 8.Cu-Zn [课堂小结] [板书] 1.归纳、概括形成原电池概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

高中人教版化学必修二专题13 化学能转化为电能(学生版)

专题13 化学能转化为电能 化学能转化为电能

1.燃煤发电的能量转化 (1)过程:化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能―――→发电机 电能 (2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。 2.原电池 (1)实验 (2(3)铜锌原电池工作原理: 2(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。 (5)构成原电池的条件 理论上,自发的氧化还原反应均可设计成原电池。 ①两个活泼性不同的金属(或一个为金属,一个为能导电 的非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路。 【典例1】在如图所示的8个装置中,属于原电池的是 。

原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的速率 (1)原理:原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。 (2)实例:实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸铜溶液,形成原电池,加快反应速率。

2.比较金属活泼性强弱 (1)原理:一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应。 (2)实例:有两种金属A 和B ,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到A 极溶解,B 极上有气泡产生。由原 电池原理可知,金属活动性:A >B 。 3.设计原电池 (1)依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被 氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)选择合适的材料。 ①电极材料:电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料,或者在该氧化还原反应中, 本身失去电子的材料。 ②电解质溶液:电解质溶液一般能与负极反应。 (3)实例:以Fe +CuSO 4===FeSO 4+Cu 为例 电极反应? ???? 负极反应:Fe -2e - ===Fe 2+ 正极反应:Cu 2++2e -===Cu 电极材料及电解质????? (1)负极:Fe (2)正极:Cu 或C (比Fe 的活泼 性差的金属或能导电的非金属) (3)电解质:CuSO 4 溶液 装置图 【典例2】 有a 、b 、c 、d 四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:

化学能与电能的相互转化教案

化学能与电能的相互转 化教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第二章第二节化学能与电能(1) 化学能与电能的相互转化 【学习目标】 1.掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及工作原理。 【学习重点】原电池的工作原理。 【学习难点】原电池的工作原理。 【预备知识】 1.在化学反应中,物质中化学能的变化通常表现为的变化,即转化为。 2.金属活动性顺序表 3.在氧化还原反应中:氧化剂电子,发生反应,还原剂电子,氧化还原反应本质。 【自主学习】 1.直接从自然界取得的能源称为,如、、、、等。经过加工、转换得到的能源称为如、等。 2.化学能与电能的相互转化 ⑴间接转化 我国发电总量构成上,火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为化 学能燃烧 ________能蒸汽 ________能发电机 ________能。 ⑵直接转化------原电池 原电池是将__________能转化为_______能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,使其间电子发生转移,在闭合回路下形成电流,可见原电池反应的本质是氧化还原反应。 一、原电池及其工作原理 [Cu-Zn原电池实验探究] 实验2-4

酸 铜片和锌片之间连一电流表铜片表面锌片表面电流表指针 以Cu-Zn原电池为例,分析原电池的工作原理: 电极电极材料电极反应反应类型电子流向电流方向负极 正极 1.原电池是把转变为的装置。 2.组成原电池的条件: ② ③ ④ [思考]⑴以下装置不能形成原电池的是。 ⑵在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中,溶液的PH值如何变化硫酸根离子的浓度呢 3.原电池的电极判断 (1)负极总是_______电子,化合价______,发生______反应; 正极总是_______电子,化合价______,发生______反应。 (2)电子流出的一极是__________,电子流入的一极是__________; (3)一般活泼的金属为________,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为 ________。 4.化学电池的反应本质:

化学能转化为电能

第二节 化学能与电能 第1课时 化学能转化为电能 [目标导航] 1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,以及判断原电池的正、负极。3.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。 一、一次能源和二次能源 1.能源按其来源可分为一次能源和二次能源。 2.二次能源——火力发电 (1)火力发电原理:首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。 (2)能量转换过程:化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机 电能。其中能量转换的关键环节是燃烧。 (3)火力发电弊端:①煤属于不可再生资源,用一点少一点,用煤发电会造成资源的浪费。 ②能量经过多次转化,利用率低,能量损失大。 ③煤燃烧会产生有害物质(如SO 2、CO 、NO 2、粉尘等),污染环境。 【议一议】 1.判断正误

(1)根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源。() (2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源。() (3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。() (4)水力发电是将化学能转化为电能的过程。() 答案(1)√(2)√(3)√(4)× 二、化学能直接转化为电能 1.按要求完成下列实验,并填表 实验步骤 锌片逐渐溶解,表面有气泡;铜片表面无气泡 锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,电流计指针发生偏转 两锌片逐渐溶解且表面都有气泡,电流计指针不偏转 2.原电池 (1)概念:是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。 (2)构成条件 ①原电池反应必须是自发的氧化还原反应, ②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属), ③两电极均插入电解质溶液中, ④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。 (3)原电池的工作原理

化学能与电能的转化教案1 苏教版完美版

2.3.2电能转化为化学能教案(苏教版必修2) 教学目标: 【知识与技能】 1、通过电能转化为化学能的实例-----电解和电镀的教学活动,了解电极原理、电解和电镀的重要性。 2、了解日常所用的手机、数码相机等产品的充电、放电原理。 3、通过对实验现象的观察、分析和推理,培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。【过程与方法】 1、运过实验探究方法,通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。 2、播放电解原理的电脑课件,加深学生对抽象的理论的理解。 【情感态度与价值观】 渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。 【教学重点】电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。【教学难点】理解电解原理以及铜的电解精练中非惰性电极时电解产物的判断。 【教学过程】 【引入】在生产和生活中我们不但要利用化学反应,使化学能转化为电能,而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗? 【师问】忆一忆:在我们已学过的化学课程里,涉及利用电解反应来制取新物质的例子?【投影】 【过渡】在电解过程中被电解的物质是怎样转化为生成物的呢?我们可以通过下面的实验作简要的了解。

【投影】在U形管中加入饱和氯化铜溶液,用石墨棒作电极,接通电源,电解数分钟后,观察现象。 【投影】 【师问】这个实验说明什么问题? 【生】CuCl2溶液在电流的作用下,生成了铜和氯气。电流的作用是这种变化的根本原因。【师讲】与原电池的两极有区别,这里的两个电极叫阴极,阳极。 电解池中与电源的正极相连的叫阳极,与电源的负极相连的电极叫阴极。 【板书】 1.电极名称和电极反应 阳极:与电源的正极相连的电极 阴极:与电源的负极相连的电极 【投影】[交流与讨论]试分析氯化铜溶液电解发生的反应,写出电极反应式和电解总化学方程式。 【板书】阴极: Cu2++2e=Cu 还原反应 阳极: 2Cl—-2e—= Cl2↑氧化反应 电解的化学方程式为:CuCl2电解Cu+ Cl2 ↑ 阴极产物阳极产物 【师讲】由上可知,电解反应是电解质溶液在电流的作用下,在电极上发生的氧化还原反应叫做电解。 【板书】一、电解 1.电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 【师问】电解的能量转化形式是? 【生】电解是电能转化为化学能。 【板书】电解池:把电能转化为化学能的装置。 【投影】

电能转化为化学能——电解(讲义)

电能转化为化学能——电解(讲义) 一、知识点睛 1.电解的原理 (1)电解 电解是让直流电通过____________或_____________,在两个电极上分别发生 ________和________的过程。 (2)电解池 ①定义 电解池是将________转化为________的装置。 ②构成条件 a.与________相连接的两个电极。 b.________溶液或_____________。 c.构成_____________。 (3)电极名称和电极反应 ①阳极:与电源________相连接的电极,电极上发生 ________反应,格式为M n-n e M。 ②阴极:与电源________相连接的电极,电极上发生 ________反应,格式为R m++m e R。 ③电解总反应:调整系数,使阴、阳两极电极反应式中的得失电子数相等,将两 式相加,即得电解总反应的方程式。 (4)电子和离子移动方向 ①电子:从电解池的________流向电源的_______, 从电源的________流向电解池的_______。 ②离子:阳离子移向电解池的阴极,在阴极上得电子 被________;阴离子移向电解池的阳极, 在 阳极上失电子被________。 注:离子放电顺序 离子在电极表面______________电子的过程叫做“放电”。 阴极:K

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