化学能与电能的转化

1、化学能与电能的转化 保定三中保定三中 李春兰李春兰一、基础回顾一、基础回顾问题问题1.1. 原电池的能量转化形式是：原电池的能量转化形式是： ？ 电极名称：电极名称： ？ 构成条件：构成条件： 工作原理：工作原理：化学能转化为电能化学能转化为电能正极、负极正极、负极自发进行的氧化还原反应；活动性不同的自发进行的氧化还原反应；活动性不同的两个电极；电解质溶液；形成闭合回路；两个电极；电解质溶液；形成闭合回路；负极失去电子，发上氧化反应；电子由负极负极失去电子，发上氧化反应；电子由负极流出经导线流入到正极；电解质溶液中的阳流出经导线流入到正极；电解质溶液中的阳离子向正极移动；氧化剂在正极得电子发生

2、离子向正极移动；氧化剂在正极得电子发生还原反应。还原反应。2.2.电解池的能量转化形式是：电解池的能量转化形式是： ？ 电极名称：电极名称： ？ 构成条件：构成条件： 工作原理工作原理：电能转化为化学能电能转化为化学能阴极、阳极阴极、阳极外接电源；两个电极；电解质溶液；外接电源；两个电极；电解质溶液；形成闭合回路；形成闭合回路；阳极失去电子，发生氧化反应；电子由阳阳极失去电子，发生氧化反应；电子由阳极流出经导线流入到电源正极，再由电源极流出经导线流入到电源正极，再由电源负极流出经导线流入到电解池阴极；电解负极流出经导线流入到电解池阴极；电解质溶液中的阳离子向阴极移动，在阴极发质溶液中的阳离子向

3、阴极移动，在阴极发生还原反应，阴离子向阳极移动。生还原反应，阴离子向阳极移动。1、原电池与电解池比较、原电池与电解池比较化学能转化为电能化学能转化为电能电能转化为化学能电能转化为化学能锌片溶解，铜片上有气泡锌片溶解，铜片上有气泡产生，电流计指针偏转产生，电流计指针偏转阳极有气体产生，阴极有阳极有气体产生，阴极有红色固体析出红色固体析出负极负极( (Zn)：失去电子的一极：失去电子的一极正极正极(Cu)：得到电子的一极：得到电子的一极阳极：与电源正极相连的一极阳极：与电源正极相连的一极阴极：与电源负极相连的一极阴极：与电源负极相连的一极稀硫酸稀硫酸CuZnA现象现象续表续表负极：氧化反应负极：氧

4、化反应正极：还原反应正极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应负极：负极：Zn-2e-=Zn2+正极：正极：2H+ 2e-=H2阳极：阳极：2Cl- 2e- =Cl2 阴极：阴极： Cu2+ 2e-=Cu阳离子向正极移动，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动阴离子向负极移动负极负极导线导线正极正极阳离子想阴极移动，阳离子想阴极移动，阴离子向阳极移动阴离子向阳极移动化学电源化学电源钢铁腐蚀分析钢铁腐蚀分析活泼金属冶炼活泼金属冶炼电解精炼电解精炼电镀电镀阳极阳极电源正极，电源正极，电源电源负极负极阴极阴极原电池原电池电解池电解池2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀钢铁的析氢腐蚀与

5、吸氧腐蚀 2H+ 2e- =H2 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- Fe - 2e- = Fe2+4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O水膜酸性较强水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 Fe +2H+=Fe2+ H2 2Fe +O2+2H2O= 2Fe(OH)22.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀铁片铁片铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液纯铜纯铜粗铜粗铜硫酸铜溶液硫酸铜溶液3 3、电解池的应用、电解池的应用粗铜粗铜镀层金属镀层金属纯铜

6、纯铜待镀金属制品待镀金属制品含镀层金属阳离含镀层金属阳离子子含含CuCu2+2+的溶液的溶液电解质溶液浓度电解质溶液浓度不变不变硫酸铜浓度基本变，硫酸铜浓度基本变，从从阳极泥阳极泥中中可提取可提取贵重金属贵重金属例例1 1、判断下图中各装置是原电池还是电解池？、判断下图中各装置是原电池还是电解池？ 原电池原电池原电池原电池电解池电解池电解池电解池电解池电解池电解池电解池二、应用提升二、应用提升例例2 2、判断下列原电池中的正负极、判断下列原电池中的正负极: : 正正负负正正负负正正负负正正负负1、原电池与电解池的电极判定依据：、原电池与电解池的电极判定依据：两极材料两极材料电子或电流的方向电子

7、或电流的方向离子的定向移动方向离子的定向移动方向两极的反应类型两极的反应类型实验现象实验现象两极与电源连接方式两极与电源连接方式电子或电流的方向电子或电流的方向离子的定向移动方向离子的定向移动方向两极的反应类型两极的反应类型实验现象实验现象2 2、原电池与电解池电极反应的判断书写、原电池与电解池电极反应的判断书写 某同学以该蓄电池为电源电解饱和某同学以该蓄电池为电源电解饱和食盐水（已知食盐水（已知:PbO:PbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O）。）。(1)(1)请分析写出该蓄电池工作时的请分析写出该蓄电池工作时的电极反应式。电极反应式

8、。放电放电充电充电Pb + SOPb + SO4 42-2- -2e -2e- - =PbSO =PbSO4 4 正极：正极： PbOPbO2 2 + 4H + 4H+ +SO+SO4 42-2-+2e+2e- - =2PbSO =2PbSO4 4 +2H+2H2 2O O负极：负极：(2)(2)请写出电解饱和食盐水时电解池的两极反应式。请写出电解饱和食盐水时电解池的两极反应式。阳极：阳极：2Cl2Cl- - - 2e- 2e- - = Cl = Cl2 2 阴极：阴极：2H2H+ + + 2e + 2e- - = H = H2 2 例例3 3、用酸性氢氧燃料电池、用酸性氢氧燃料电池为电源进行

9、电解的实验装为电源进行电解的实验装置示意图如右图所示。下置示意图如右图所示。下列说法正确的是（列说法正确的是（ ）A.A.燃料电池工作时，正极反应为：燃料电池工作时，正极反应为：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e4OH4OHB.B.燃料电池工作时，负极附近燃料电池工作时，负极附近pHpH值升高值升高C.aC.a、b b两极若是石墨，两极若是石墨，a a极先是极先是ClCl- -放电产生放电产生ClCl2 2， 后是后是OHOH- -放电产生放电产生O O2 2。D.aD.a极是铁，极是铁，b b极是铜时，电解质溶液的颜色逐渐加深。极是铜时，电解质溶液的颜色逐渐加深。3、燃料电池、燃

10、料电池C C例例4 4、如图为相互串联的甲乙两如图为相互串联的甲乙两个电解池，个电解池，X X、Y Y为直流电源的两为直流电源的两个电极。电解过程中，发现石墨个电极。电解过程中，发现石墨电极附近先变红。请回答：电极附近先变红。请回答： (1)(1)电源电源X X极为极为_极极( (填填“正正”或或“负负”) )，乙池中乙池中PtPt电极上的电极反应式为电极上的电极反应式为_。 解析：解析：(1)(1)由石墨电极附近先变红可知，石墨电极为阴极，由石墨电极附近先变红可知，石墨电极为阴极，故故Y Y为负极，为负极，X X为正极；为正极；PtPt电极上的电极反应式为：电极上的电极反应式为：2Cl- 2e- =Cl2 4、综合拓展、综合拓展正正Cl- 2e- =Cl2 (2)甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8 g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为况下的体积为_，电路中通过的电子，电路中通过的电子为为_ mol。(3)(3)若乙池剩余溶液的体积若乙池剩余溶液的体积仍为仍为400 mL400 mL，则电解后所，则电解后所得溶液得溶液c c(OH(OH) )_。 4.48L0.4mol1mol/L(3)：甲是粗铜的精炼，乙是电解甲是粗铜的精炼，乙是电解NaCl溶液，溶液， Cu-2OH-2e-64g 2