2011年高一化学精品课件：2.3.3 电能转化为化学能(苏教版必修2)

通电
自主体验
1．下列叙述中不 正确的是( ． )
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生 还原反应 B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极 流向电解池阳极 C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D ．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极得到氢 氧化钠溶液和氢气
答案：B
2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下 列说法不 正确的是 ( ) ． A． 明矾水解形成的 Al(OH)3 胶体能吸附水中悬浮 物，可用于水的净化 B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速 率 C． MgO 的熔点很高，可用于制作耐高温材料 D．电解 MgCl2 饱和溶液，可制得金属镁
2.电解CuCl2溶液
实验 装置
实验 现象
红 色固体物质析出 阴极：有___ 阳极：产生黄绿色、________ 刺激性 气味的气 体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色
反应方 程式
Cu2＋＋2e－===Cu 阴极：____________________ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阳极：_____________________ 通电 总反应：______________________ CuCl2=====Cu＋Cl2↑
(3)电极反应 －2e－===Zn2＋、________________ Cu－2e－===Cu2＋ 等。 阳极：Zn _______________ Cu2＋＋2e－===Cu 。 阴极：___________________ (4)反应特点 阳离子形式存在于溶液 ①比铜活泼的金属：以______ 中。 阳极泥 。 ②比铜不活泼的金属：形成________ 降低，需及时补 ③电解过程中电解质溶液浓度____ 充。
思考感悟 2．通过电解原理能否实现不能自发进行的反应 Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑？
【提示】 能够实现。可以将铜作为阳极， 稀硫酸作为电解质溶液，石墨作为阴极，构 成电解池，其电极反应方程式为： － 2＋ 阳极： Cu－ 2e ===Cu ＋ － 阴极：2H ＋2e ===H2↑ 总反应：Cu＋ H2SO4(稀 )=====CuSO4＋ H2↑
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)( ) 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，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。
惰性电极电解电解质溶液的规律
1．电解类型及电极反应特点
电极反应特点 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 电解水型 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 电解电解质 电解质电离出的阴、阳离子分别在 型 两极放电 阴极：放出H2生成碱 放H2生碱型 阳极：电解质阴离子放电 阴极：电解质阳离子放电 放O2生酸型 阳极：OH－放电生成酸 类型
【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2∶1；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1∶1。 【答案】 D
答案：C
课堂互动讲练
电解原理
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： S2 － >I － >Br － >Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－ 阴极：(阳离子放电)得电子能力：Ag＋>Fe3＋>Cu2 ＋>H＋(浓度高时)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(浓 度低时)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋ (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。
2.实例
实例
NaOH H2SO4 Na2SO4 HCΒιβλιοθήκη CuCl2 NaCl CuSO4
电解物质
水 水 水 电解质 电解质 电解质和 水 电解质和 水
电解质溶 液浓度 增大 增大 增大 减小 减小 生成新电 解质 生成新电 解质
pH
增大 减小 不变 增大 增大 增大 减小
电解质溶 液复原 水 水 水 氯化氢 氯化铜 氯化氢 氧化铜
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： 通电 2Al2O3===== 4Al＋3O2↑。 冰晶石 —————————————— 2．电解精炼铜 (1)电解池的构成： 粗铜 作阳极； ①_____ ②_____ 纯铜 作阴极； 硫酸酸化的CuSO4溶液 作 ③_____________________ 电解液。 (2)实验装置
3.电解 (1)概念：电流通过电解质溶液时引起阴、阳两极 氧化还原 反应的过程。 发生_________ (2)电解池：将____ ______的装置。 电能转化为化学能 (3)电极：
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。
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：
例3
(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 ① 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 _________________________________________ _______________________________； ②Y电极上的电极反应式为 _________________________________________ _______________________________，
例2 (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
电解原理的应用
1．电解饱和食盐水 电极反应： － － 阳极：2Cl － 2e ===Cl2↑ ＋ － 阴极：2H ＋2e ===H2↑ 总反应： 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋ Cl2↑＋ H2↑
通电
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)：Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===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。
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( )
a电极 b电极 X溶液 A B C D 石墨 Fe Fe 石墨 石墨 石墨 Cu 石墨 CuCl2 KNO3 CuSO4 HCl
实验现象 a极质量增加，b极放出无色 气体 a极质量增加，b极放出无色 气体 a极质量增加，b极质量减少 a、b极都放出无色气体
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 ①X电极的材料是________，电极反应式为 __________________________________________ ______________________________； ②Y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)
变式训练2 pH＝a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pH＞ a，则该电解质可能是( ) A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
解析：选A。电解前后，溶液的pH＝a→pH＞a， 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。