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第3课时电能转化为化学能,第3课时,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,探究整合应用,课前自主学案,一、电能转化为化学能 1电解反应实例,2.电解CuCl2溶液,红,刺激性,3.电解 (1)概念：电流通过电解质溶液时引起阴、阳两极发生_反应的过程。 (2)电解池：将_转化为_的装置。 (3)电极：,氧化还原,电能,化学能,Cu22e=Cu,2Cl2e=Cl2,正极,氧化,还原,负极,思考感悟 1(1)在电解的过程中，是否有能量变化？如果有，是什么形式的能量变化？ (2)电解与电离有何区别？ 【提示】(1)有，电能转化为化学能。 (2)电离是电解质溶于水或熔化状态下离解成自由移动离子的过程，电解是在电流作用下，电解质溶液中的阴、阳离子在电极上发生氧化还原反应的过程，电解必须建立在电离的基础上。,二、电解的应用 1制备Na、Mg、Al、F2等活泼金属和非金属如电解熔融的氧化铝获得铝： ,2电解精炼铜 (1)电解池的构成： _作阳极； _作阴极； _作 电解液。 (2)实验装置,粗铜,纯铜,硫酸酸化的CuSO4溶液,(3)电极反应 阳极：_、_等。 阴极：_。 (4)反应特点 比铜活泼的金属：以_形式存在于溶液 中。 比铜不活泼的金属：形成_。 电解过程中电解质溶液浓度_，需及时补 充。,阳离子,阳极泥,降低,Zn2e=Zn2,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,思考感悟 2通过电解原理能否实现不能自发进行的反应CuH2SO4(稀)=CuSO4H2？,答案：B,答案：D,3下列对如图所示装置实验现象的描述中正确的是(),答案：C,课堂互动讲练,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。 2电解池的形成条件 (1)有两导体作两极 (2)外加直流电源 (3)形成闭合回路 (4)两极插入电解质溶液(或熔融电解质),3阴、阳极的判断方法 (1)由电源正、负极判断。 (2)由电极反应现象判断：产生O2或Cl2等或电极本身质量减轻的是阳极，析出金属或H2的是阴极。 4放电顺序 (1)若阳极材料为惰性电极(如石墨、Pt) 阳极：(阴离子放电)失电子能力：S2IBrClOH含氧酸根离子F 阴极：(阳离子放电)得电子能力：AgFe3Cu2H(浓度高时)Pb2Sn2Fe2Zn2H(浓度低时)Al3Mg2NaCa2K (2)若阳极材料为活性电极(除石墨、Pt、Au外的金属电极)，阳极放电失电子。,以学习小组为单位完成实验，并观察、记录实验现象。,探究过程将两根碳棒分别插进U形管内的CuCl2溶液中(稍候，若碳棒表面无明显实验现象，可取出碳棒继续下一步操作)；将两根碳棒用导线连接后，浸入U形管内的CuCl2溶液中,(稍候，若碳棒表面无明显实验现象，可取出碳棒继续下一步操作)；将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，浸入U形管内的CuCl2溶液中，再接通直流电。 实验现象阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体。 问题提出结合以上实验，回答下列问题： (1)CuCl2溶液中通电前离子如何运动？ (2)通电后离子如何运动？ (3)根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。,【解析】通电后，在电场的作用下，带负电的Cl移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2，电极反应式：2Cl2e=Cl2；带正电的Cu2移向阴极，并得到电子被还原成铜，电极反应式：Cu22e=Cu，生成的铜覆盖在阴极上。通过实验我们发现电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。通过上述装置实现了电能转换为化学能的过程。,【答案】(1)在CuCl2溶液中，通电前溶液中的Cu2、Cl等做无规则的自由运动。 (2)接通直流电源以后，Cl和OH向阳极移动，Cu2和H向阴极移动；溶液中的离子发生定向移动，形成电流。 (3)溶液中存在Cu2、Cl、OH和H，而在阴极上析出一层红色物质，说明是Cu；阳极生成的有刺激性气味、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体应该是Cl2。,变式训练1 (2011年承德高一检测)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(双选)() Aa为负极，b为正极 Ba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，c电极上有气体产生,解析：选CD。该题考查的是电解池的工作原理。根据电流方向可以判断出a是电源的正极，b是电源的负极；在电解CuCl2溶液时，阳极上产生氯气，阴极上析出铜单质，所以C、D选项正确。,1电解类型及电极反应特点,2.实例,(2011年徐州高一检测)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12 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11,【解析】电解稀硫酸溶液，实质上是电解 水，c(H)增大，pH减小；电解稀氢氧化钠 溶液，实质上是电解水，c(OH)增大，pH 增大；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水， 阴极析出氢气，阳极析出氧气，物质的量之 比为21；电解氯化铜溶液，实质上是电解 氯化铜本身，阳极析出Cl2，阴极析出铜，物 质的量之比为11。 【答案】D,变式训练2 pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是() ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO4,解析：选A。电解前后，溶液的pHapHa，原溶液显酸性、碱性、中性并不知道，但根据pH的变化，可知溶液中c(H)下降，c(OH)上升。对于A、B、D选项，均属于电解水类型，溶质浓度均增大。NaOH溶液中c(OH)上升，符合题意；H2SO4溶液中c(H)增大，pH下降；Na2SO4溶液中pH不变，不符合题意；对于AgNO3溶液，属于放O2生酸型，则pH下降，不符合题意。,2电解精炼 如粗铜(含Zn、Fe、Ag、Au等)的提纯 电解质溶液：含Cu2的盐溶液(如CuSO4溶液) 阳极(粗铜)：Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Cu2e=Cu2 阴极(纯铜)：Cu22e=Cu 电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag、Au不放电，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag、Au)，电解质溶液中c(Cu2)会不断减小，应定期更换电解质溶液。,电解原理在化学工业中有广泛应用。图中表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：,(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 电解池中X极上的电极反应式为_，在X极附近观察到的实验现象是_； Y电极上的电极反应式为_，,检验该电极反应产物的方法是_ _。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 X电极的材料是_，电极反应式为_； Y电极的材料是_，电极反应式为_。 (说明：杂质发生的电极反应不必写出),【解析】电解饱和NaCl溶液时，H移向阴极得电子生成氢气，2H2e=H2，促进了水的电离，阴极附近呈碱性，使溶液变红。Y极上Cl失电子，2Cl2e=Cl2，用KI-淀粉试纸检验。粗铜精炼时，粗铜作阳极，粗铜是活性电极，失电子，Cu2e=Cu2，纯铜作阴极，Cu22e=Cu。 【答案】(1)2H2e=H2溶液变红 2Cl2e=Cl2把湿润的KI-淀粉试纸放在Y电极气体出口处，试纸变蓝色 (2)纯铜Cu22e=Cu 粗铜Cu2e=Cu2,变式训练3,据此回答下列问题： (1)电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为_ _。 (2)若戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数之比为_。 (3)目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如图)，电解槽中石墨极为_极，铁为_极。,答案：(1)4OH4e=2H2OO2(2)12 (3)阳阴,探究整合应用,原电池和电解池的比较和判断 1原电池和电解池的区别和联系,2.原电池、电解池的判定 (1)若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定。 (2)若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则是电解池。 (3)若是多个电池串联且无外加电源，则其中只有1个原电池，其余为电解池。一般情况下电极金属性相差最大的为原电池。,在A、B、C三只烧杯中各盛放稀硫酸溶液、氯化钠溶液和硝酸银溶液各1000 mL。根据下图判断下列说法中正确的是(假设溶液的体积变化忽略不计，两极产物不发生反应)(),AA池为电解装置 BC池为原电池装置 CA池铜棒上的电极反应为2H2e=H2 D当A池产生0.05 mol H2时，B池中溶液OH的浓度为0.05 mol/L 【思路点拨】解答本题需要明确以下两点： (1)根据电极金属性的差异判断出原电池。 (2)闭合回路中电极连接顺序是：负极阴极阳极阴极阳极正极负极。,【答案】C,
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