高中化学专题2化学反应与能量转化第3单元化学能与电能的转化第2课时电能转化为化学能学案苏教版.docx

第2课时电能转化为化学能学习目标：1.通过对电解氯化铜溶液的实验探究，认识电能转化为化学能的装置。2.初步认识电解反应原理。(重难点)3.能根据原电池、电解池的构成条件识别原电池、电解池。(重点)4.了解电解原理的应用。自 主 预 习探 新 知一、电解原理1电解氯化铜溶液实验装置实验现象阴极：红色固体析出；阳极：产生黄绿色气体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝反应方程式阴极：Cu22e=Cu；阳极：2Cl2e=Cl2；总反应：CuCl2CuCl2Cu2、Cl、移向Cu2移向阴极，Cl移向阳极能量转化电能转化为化学能2.电解池(1)定义：将电能转化为化学能的装置。(2)电极：阴极连接电源的负极，发生还原反应。阳极连接电源的正极，发生氧化反应。(3)离子移向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。(4)电子移向：电子流入阴极，流出阳极。(5)电流方向：电流流入阳极，流出阴极。二、电解原理的应用1冶炼金属钠电解槽示意图(1)熔融氯化钠中存在的微粒：Na、Cl。(2)通电后离子的运动阳离子Na(填离子符号)移向阴极；阴离子Cl(填离子符号)移向阳极。(3)电极反应式阴极：2Na2e=2Na，阳极：2Cl2e=Cl2。(4)结论是熔融氯化钠在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。2铜的电解精炼示意图(1)粗铜作阳极，电极反应式：Cu2e=Cu2。(2)纯铜作阴极，电极反应式：Cu22e=Cu，用硫酸铜作电解液。(3)杂质去向：比铜活泼的金属杂质转化为阳离子进入溶液；金、银等活动性较弱的金属在阳极沉积，形成阳极泥。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)原电池放电和电解池充电互为可逆反应。()(2)电解饱和氯化铜溶液在阳极产生铜。()(3)电解精炼粗铜时，粗铜作阳极。()(4)电解过程中必定发生氧化还原反应。()【答案】(1)(2)(3)(4)2.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断中正确的是()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，氯离子浓度不变C由于电流从电源正极流出，故a为电源的正极，b为电源的负极，A项错误；电源称正、负极，B项错误；Cu2向阴极移动，d电极反应为Cu22e=Cu，在阴极上析出Cu，所以d极质量增加，C项正确；Cl向阳极移动，c电极反应为2Cl2e=Cl2，导致溶液中c(Cl)降低，D项错误。3利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是() 【导学号：13572089】A电解时以纯铜作阳极B电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu2e=Cu2D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥D电解精炼铜时，粗铜与电源正极相连，作阳极，电极反应有Cu2e=Cu2，Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，阴极用钝铜与电源负极相连，电极反应为Cu22e=Cu，发生的是还原反应。电解后阳极形成含少量Pt、Ag等较不活泼金属的阳极泥。合 作 探 究攻 重 难电解池与原电池的比较背景材料如图所示，A、B两个装置中的两个烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。思考交流(1)从装置特点上判断A、B两装置的类型。【提示】A装置是原电池；B装置为电解池。(2)分析A装置的正极、负极，并书写出电极反应和电池总反应。【提示】Zn为负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Cu为正极，电极反应式为Cu22e=Cu；总反应为ZnCu2=Zn2Cu。(3)分析B装置的阴极和阳极，并写出电极反应和电池总反应。【提示】Pt为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，C为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，总反应的化学方程式为CuCl2CuCl2。(4)原电池和电解池工作时能量转化形式有什么区别？【提示】原电池工作时化学能转化为电能，电解池工作时电能转化为化学能。1原电池与电解池的比较内容原电池电解池能量转化化学能电能电能化学能形成条件活动性不同的两电极(连接)；电解质溶液(电极插入其中并与电极发生反应)；形成闭合回路两电极连接直流电源；两电极插入电解质溶液；形成闭合回路电极负极：较活泼金属，发生氧化反应；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)，发生还原反应阴极：与电源负极相连，发生还原反应；阳极：与电源正极相连，发生氧化反应电子流向负极导线正极负极阴极，阳极正极阴、阳离子移向阴离子负极阳离子正极阴离子阳极阳离子阴极2电解池阴阳极的判断方法判断方法阳极阴极与电源连接方式与电源正极相连的电极与电源负极相连的电极电子或电流流动方向电子流出，电流流入的电极电子流入，电流流出的电极离子迁移方向阴离子移向的电极阳离子移向的电极反应类型发生氧化反应的电极发生还原反应的电极电解池的电极反应式书写背景材料利用如图装置(电极均为惰性电极)电解饱和食盐水。思考交流(1)分析饱和食盐水中阴、阳离子的种类，并分析电解池工作时离子的移动方向。【提示】饱和食盐水中阳离子有Na、H，阴离子有Cl、OH。电解池工作时阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(2)电解饱和食盐水时，在阴极、阳极反应的离子是哪一种？为什么？【提示】由于H的氧化性强于Na，所以在阴极上H得电子被还原；Cl的还原性强于OH，Cl在阳极失去电子被氧化。(3)怎样确定电解池工作时在阴极、阳极放电的离子？【提示】首先分析电解质溶液中离子的种类，再根据离子得失电子的能力进行判断，得电子能力最强的阳离子优先在阴极得电子被还原，失电子能力最强的阴离子优先在阳极失电子被氧化。1电极产物的判断2书写电极反应式的一般步骤(1)分清阴、阳极，看阳极是否是活性电极参与反应。(2)分析电解质溶液的全部离子，包括水电离出的H和OH。(3)根据阴、阳离子放电顺序，分别写出两极上的电极反应式(若阳极为活性电极则不必考虑阴离子放电)。(4)合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。当 堂 达 标固 双 基题组1电解原理1下列关于电解池说法正确的是()A电源的负极就是阴极B与直流电源正极相连的是电解池的阴极C与直流电源负极相连的电极上发生还原反应D阳极上发生还原反应C解答本题需了解电解池阴、阳极的判断及电解的特点。 电解池的阴、阳极是根据直流电源的正、负极确定的。 与电源负极相连的电极为电解池的阴极，该电极上发生还原反应；与电源正极相连的电极为电解池的阳极，该电极上发生氧化反应。2下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，正确的是() 【导学号：13572090】A电解池中的闭合电路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阴极，从电解池的阴极流向电源的正极C在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动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等D电解池中电解质溶液依靠阴、阳离子的定向移动而导电，电解过程中阴极、阳极得失电子数目守恒。电解原理题组2电极反应式的书写3按如图所示，两个烧杯中分别盛有足量的稀硫酸溶液和氯化铜溶液：(1)A、B两个装置中，属于原电池的是_(填标号)。(2)A池中，铜极为_极，发生_反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_。(3)B池中，左边C是_极，电极反应式为_，总反应式为_。(4)B池中当阴极产生6.4 g铜时，阳极放出_ g气体。【解析】(1)A装置无外接电源符合原电池的构成条件，B装置中有直流电源是电解池。(2)Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。(3)B池中左边C与直流电源正极相连是阳极，不是金属材料活性电极，按放电顺序是Cl放电。(4)根据电路中转移电子数守恒计算。【答案】(1)A(2)正还原2H2e=H2(3)阳2Cl2e=Cl2CuCl2CuCl2(4)7.1题组3电解原理的应用4下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的Al2O3制取铝，用石墨作阳极B电解法精炼铜，用纯铜作阴极C工业上电解饱和食盐水，可制得烧碱、氢气和氯气D电解氯化镁溶液，可制得镁和氯气D电解氯化镁溶液阴极反应式为2H2e=H2，无金属镁生成。工业上通过电解熔融氯化镁制取镁与氯气。5下列说法正确的是() 【导学号：13572091】A电解熔融氧化铝制取金属铝，氧化铝只被还原B电