高二 化学能与电能的相互转化

1、高三 化学能与电能的相互转化学习目标：1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式（铜锌原电池原理、饱和氯化钠溶液、氯化铜溶液、水的电解）2.了解常见化学电源的种类及其工作原理3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施. 考试热点1.原电池的工作原理，电极反应及电池反应方程式的分析与判断的考查2.电解池的工作原理、电极反应、电池反应方程式的书写、电极产物的判断及结合两极电子守恒进行简单计算的考查3.以化学电源为背景考查原电池原理4.结合实际生产、生活考查金属的电化学腐蚀及其危害与防护.新授过程一 调整状态二 检查作业 回顾上节内容三 新授（谈话互动

2、启发）知识·规律·方法1原电池(1)概念：将转化为(2)本质：自发的氧化还原反应(4)构成条件：有 的电极；有电解质溶液；形成闭合回路思考 1 在原电池中，离子如何移动？2 原电池的形成会加快化学反应速率，为什么？例1.判断下列几个学生设计的装置，能形成原电池的是 ，指出正负极，写出电极反应式例2（05上海）关于如右图所示装置的叙述，正确的是( )A铜是阳极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜 D氢离子在铜片表面被还原例3飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，则下列叙述

3、中正确的是 ( )A此电池能发出蓝色火焰BH2为正极，O2为负极C工作时，电解质溶液的pH不断减小D电极反应的负极：2H24OH4e=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH例（上海） As2S3和HNO3有如下反应：As2S3+ 10H+ 10NO3=2H3AsO4+ 3S+10NO2+2H2O若生成2mol H3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为 。若将该反应设计成一原电池，则NO2应该在 （填“正极”或“负极”）附近逸出。2.原电池正、负极的判断方法(1)根据组成原电池的两极材料判断一般是活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)根据电流方向或电子流动方向

4、判断电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。(3)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。总结：原电池两极的判断方法：活泼金属发生氧化反应向外线路提供电子原电池的负极；不活泼金属（或石墨）发生还原反应接受外线路提供的电子原电池的正极。 3原电池原理的应用（1.）加快氧化还原反应速率（2）.比较金属的活动性强弱（3）.设计原电池例利用Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag的氧化还原反应可设计原电池，画出装置图，指出正负极，

5、标出电子的流向。若氯化铁溶液与铜反应？规律考点2金属的腐蚀与防护思考依据金属腐蚀的本质；设计金属防护的方法 已知 铁钉 烧杯 试管和电解质溶液；设计实验探究铁钉的腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？3.金属的防护(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (2)电化学防护牺牲负极的正极保护 原电池原理 正极：被保护的金属设备 。负极：比被保护的金属活泼的金属 。 外加电流的阴极保护 电解原理 阴极：被保护的金属设备 。 阳极：惰性电极 (3)添加缓蚀剂。例1.右图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是A. 该金属腐蚀过程为吸氢

6、腐蚀B. 正极为C，发生的反应为氧化反应C. 在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D. 正极反应为：O2 + 2H2O + 4e 4OH例2（09上海）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe-2eFeDa试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀例3（06上海）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C两烧杯中溶液的pH均增大

7、D产生气泡的速度甲比乙慢 2+考点3电解原理1.电解：使直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程电解时，电能转变为化学能2.电解池(槽)：通过直流电能引起氧化还原反应，使电能转变为化学能的装置（1）构成条件及电极名称判断电解质溶液或熔融电解质 阳极：接电源正极条件电极 阴极：接电源负极 外加直流电源(2) 电极反应：阳极：发生氧化反应 电极反应 阴极：发生还原反应电流方向：电源正极阳极氧化反应溶液中阳离子阴极 阴离子阳极. 离子定向移动：阳离子阴极还原反应负4极电子流动方向与电流相反(3)电子和离子移动方向电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的

8、正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极思考1.为什么说电解质溶液导电过程就是电解过程？2 电离和电解有何不同？3 电解规律 （1）放电顺序（2）用惰性解电极电解电解质的溶液（3）活性电极作阳极（4）用惰性解电极电解熔融的离子化合物例1（11上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D用带火星的木条检验阳极产物例2（07上海）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红

9、色字迹。据此，下列叙述正确的是A铅笔端作阳极，发生还原反应 B铂片端作阴极，发生氧化反应 C铅笔端有少量的氯气产生 Da点是负极，b点是正极3、电解原理的应用电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl2e = Cl2阴极：2H2e = H2(2)总反应方程式：2NaCl+ 2H2O =2NaOH+Cl2+H2 电解(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。电镀铜或电解精炼铜(1)两极材料：待镀金属或精铜做阴极，镀层金属或粗铜做阳极。(2)电极反应：阳极：Cu2e-=Cu2+ 阴极：Cu2+2e-=Cu电解冶炼钠(电解熔融NaCl)电极反应：阳极：2Na+2e-=2Na总反应方程式：2N 应用：冶炼

10、Na、Mg例1（2011·南京调研）图两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 mol/L，工作一段时间后，测得有0.02 mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是( )A产生气体体积B中阴极质量增加，中正极质量减小C电极反应式：中阳极：4OH4e=2H2OO2中负极：2H2e=H2D溶液的pH变化：减小，增大例2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，设计了如下图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是Aa为正极，b为负极；NaC

11、lO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HCl例3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H2产生电解B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4=CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上无铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大例4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，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极例5（11闸北）关于如右图所示装置的叙述中正确的是A若仅闭合K2，铁极的电极

12、反应式：Fe 2eFeB若仅闭合K2，炭极上发生还原反应C若仅闭合K1，电子由炭极沿导线流向铁极D若仅闭合K1，炭极的电极反应式：2H2O+O2+4e4OH6 -2+FeNaCl饱和 溶液四 课堂总结： 关联整合 三句一图 思维导图五 默想记忆 表达六 巩固练习1 由铜、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pHA不变 B先变小后变大 C逐渐变大 D逐渐变小2 若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是将铜片接在电池的正极上，将银片接在电源的正极上，在铜片上发生的反应是： +-Ag+e=Ag，在银片上发生的反应是：4OH-4e=O2+2H2O，需用CuSO4溶液，需用AgNO3溶液作电解液( )

13、A B C D3：把a、b、c、d四块金属片浸人稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极，c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为Aa>b>c>d B_a>c>d>b Cc>a>b>d D. b>d>c>a4某原电池总反应离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2 ，能实现该反应的有A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl2溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2

14、(SO4)3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液5（海南）.一种充电电池放电时的电极反应为- H2+2OH2e=2H2O； NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化6（11虹口）. 下图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是A. 生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B. 雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀生铁

15、片C. 墨水回升时，碳极反应式为：O2 + 2H2O + 4e 4OHD. 具支试管中溶液pH逐渐减小7实验室中制取氢气，最好的方法是( )。A纯锌与稀硫酸反应 B纯锌与浓硫酸反应C纯锌与稀盐酸反应 D粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应 pH =4红墨水8（11奉贤）、研究发现铜具有独特的杀菌功能，能较好地抑制病菌的生长。工业上铜冶炼大致可分为：富集：将硫化物矿石进行浮选；焙烧，主要反应为：2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)；制粗铜，在1200主要的反应为：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2； 电解精炼，在阴极得到精铜。下列说法不正确的

16、是A上述生产过程中的尾气可以通入氨水中，生产氮肥B电解精炼时，粗铜应与外电源的正极相连C反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2中的Cu2是氧化剂D每生产6mol Cu，理论上需消耗11mol O29、下列事实不能用原电池的知识来解释的是A 轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B 镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C 铝片不用特殊方法密闭保存D 锌跟稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后，反应速率加快10、如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡.小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液片刻后可观察到的现象是( )A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态变 化 .

17、铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜11据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是A正极反应式为：O22H2O4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移12等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()13. 用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列

18、措施不能使反应速率加快的是 （ ）A. 加热 B. 不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C. 滴加少量CuSO4溶液 D. 不用铁片，改用铁粉14（11杨浦）如图，在置于空气的容器里盛有NaCl溶液，再放入缠绕铜丝的铁钉，下列叙述错误的是A铜丝上发生的反应为：O2+4e+2H2O4OHB铁钉上发生的反应为：Fe-3eFe3+CNaCl的存在能加快铁钉的腐蚀速率D一段时间后铁钉上出现红棕色物质15(14分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。右图表示一个电解池，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

19、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极附近观察到的现象是_。 电解液中向X极方向移动的离子是 。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_。 溶液中的c(Cu)与电解前相比_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为_，电解池盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。16(1)2H2eH2 有气体放出，溶液变红 Na、H2ClCl22e 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极

20、附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2(2)纯铜 Cu2eCu粗铜 CuCu2e 变小(3)Zn2eZn ZnCl2 ZnSO4(答案不惟一，合理即可)体验高考1（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是2222A液滴中的Cl由a区向b区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e4OH C液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有