浙江省高考化学一轮复习导航 第5单元第22讲 化学能与电能的转化课件 新课标

===
Cl2↑。总反应方程式：
(3) 电 解 熔 融 Al2O3 制 单 质 Al 。 阴 极 ： 4Al3++12e-
===4Al。阳极：6O2-+12e-
电解
===
3O2↑。总反应方程式：
2Al2O3===4Al+3O2↑
考点一 原电池原理在新型电池中的应用
例1 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以 NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气 电极为正极。下列说法正确的是( A )
还原反应，放出氢气。若在锌极上也有氢气放出，则说
明锌极是不纯的；(3)比较金属的活泼性：将未知的两种 金属分别作为电极，或将一种未知的金属与一种已知金
属分别作为电极，选择合适的电解质溶液构成原电池，
其中被溶解的一极金属活动性相对于另一极的金属的活
动性要强。
考点二 可充电电池的考查
例2 LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境 友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：
•
2.二次电池(可充电，可多次重复使用) 铅蓄电池是最常见的二次电池，它由两组栅状极板
交替排列而成，正极板上覆盖有 PbO2 ，负极板上覆 盖有Pb，电解质是 H2SO4溶液 。
铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程
可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
【方法技巧点拨】对于充电电池特别注意放电 时原电池的负极发生氧化反应，则充电过程中生成 物反应生成反应物，发生还原反应，此时是充电电 池的阴极，即电池充电时，原电池的负极与直流电 源的负极相连(叫阴极)。同理正极是充电电池的阳 极。电极反应可以相互转化，原电池负极反应反过 来就是电解池阴极反应，同理原电池正极反应反过 来就是电解池阳极反应。
解质溶液为KOH浓溶液。银锌电池的负极是 Zn ，
正 极 是 Ag2O 。 负 极 反 应 为 Zn+2OH--2e-
===ZnO+H2O 。 正 极 反 应 为 Ag2O+H2O+2e-
===2Ag+2OH-
。总反应方程式为
Zn+Ag2O===ZnO+2Ag 。
(2)锌锰电池 锌锰电池分为酸性和碱性两种。其中的普通锌锰
考点三 对电解原理的考查
例3 某同学按图所示的装置进行电解实验。下列 说法正确的是( B )
A．电解过程中，铜电极 上有H2产生
B．电解初期，主反应方 程式为：
电解
Cu+H2SO4 ===CuSO4+H2↑ C．电解一定时间后，铜电极质量增加 D．整个电解过程中，H+的浓度不断增大
【解析】电解是最强有力的氧化还原手段，有些 在通常条件下不能发生的反应(如本题中铜与稀硫酸) 通 过 电 解 的 方 法 可 以 发 生 反 应 。 阳 极 反 应 ： Cu-2e===Cu2+，阴极反应：2H++2e-===H2↑(起始)，随着电 解的进行，阳极产生的Cu2+浓度增大，在电场的作用 下向阴极移动，由于Cu2+的氧化性大于H+，因此Cu2+ 也会在阴极放电生成铜。因此在整个电解过程中，起 始时H+的浓度不断减小，随后基本保持不变。
【解析】正极O2得电子，溶液显碱性或中性 时，正极反应都为：O2+2H2O+4e-===4OH-，A正 确。铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的
负极反应为：Al-3e-===Al3+，碱性溶液(NaOH)中
的负极反应为：Al+4OH--3e-=== A
lO
2
+2H2O，B
不正确。在碱性时总的电池反应式为：
位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因 为给电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离 子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之 后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳 极泥，阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料。
4．电冶金属 利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们 的化合物中还原出来，Mn++ne- ===M。电解是最强有 力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重 要方法。适用于一些 活泼金属单质 的制取，如冶 炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反 应都为：O2+2H2O+4e-===4OH-
B ． 以 NaOH 溶 液 为 电 解 液 时 ， 负 极 反 应 为 ：
Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中
电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
6．离子移动方向：电解质溶液中阳离子移向 阴极；电解质溶液中阴离子移向 阳极 。
特别提醒：电解池的阴阳极取决于外接电源的 正负极，与电极材料的金属活动性无关。
电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过 程，是化学变化。
四、电解原理的应用
1．氯碱工业
电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，电解饱和 食盐水时，发生如下反应 2NaCl+2H2O =电=解= 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 。其中阳极反应为 2Cl-－2e===Cl2↑ ，阴极反应为 2H++2e- === H2↑ 。
【解析】本题的关键是判断电源的正、负极，从
而判断电解池的阴、阳极。由题紫红色斑即
M
n
O
4
向d
端扩散，阴离子向阳极移动，说明d端为阳极，即b为
正极，a为负极。c为阴极，NaCl溶液中H+放电，生
成OH-，c点附近会变红色。Z为电解硫酸铜溶液，Pt
为 阳 极 ， 溶 液 中 的 OH- 放 电 2H2O-4e-===O2↑+4H+ ， Cu为阴极，溶液中的Cu2+得电子，生成铜，总反应为 2CuSO4+2H2O=电=解=Cu+O2↑+2H2SO4，Pt电解生成H+， 则 向S OPt24极- 移动，B、D不正确。随着电解的进行， Z溶液变为硫酸溶液，再电解则电解水，硫酸浓度增
(1) 电 解 熔 融 NaCl 得 金 属 钠 。 阴 极 ： 2Na++2e-
===2Na，阳极：2Cl-+2e2NaCl(熔融)=电=解=2Na+Cl2↑
===
Cl2↑，总反应方程式：
(2) 电 解 熔 融 MgCl2 制 单 质 Mg 。 阴 极 ： Mg2++2e-
===Mg，阳极：2Cl-+2eMgCl2(熔融)=电=解=Mg+Cl2↑
考点四 对串、并联电路的考查 例4 图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞 试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后 Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是 ( A)
A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．Z溶液中SO向Cu电极定向移动
2．电镀 (1)定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的方法。电镀的目的主 要是 使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬 度。 (2)电镀原理 电镀时，用 镀层金属 作阳极、 待镀金属 (镀件) 作阴极，用 含镀层金属阳离子的可溶性 盐溶液 作电解质溶液。
3．电解精炼铜 (1)电解精炼的目的：粗铜往往和含有锌、铁、 镍、银、金等多种杂质，通过电解精炼可以获得纯 度达到99.95%～99.98%的铜，这种铜称为电解铜， 这种方法称为金属的电解精炼。 (2)电解精炼铜的原理 利用 粗铜 作阳极， 纯铜 作阴极，以硫 酸铜溶液(加入一定量的硫酸)为电解质溶液、阳极 ( 粗 铜 ) ： Cu-2e-===Cu2+ ， Zn-2e-===Zn2+ ， Ni-2e-===Ni2+。 阴极(精铜)： Cu2++2e-===Cu
4Al+3O2+4OH-===4A
lO
2
+2H2O，溶液pH降低，C
项错。电池工作时，电子从负极流向正极，D项
错。
【方法技巧点拨】原电池原理的应用：(1)加快反应 的进行：实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时，常加入少量 CuSO4，CuSO4与Zn发生置换反应生成Cu，从而构成CuZn 原 电 池 加 快 H2 的 生 成 速 率 。 (2) 判 断 金 属 的 纯 度 ： 在 “Zn-Cu-H2SO4”构成的原电池中，锌极失去电子发生氧 化反应而溶解，溶液中的氢离子在铜极上得到电子发生
电池是酸性电池，锌为负极，碳棒为正极，NH4Cl为 电解质；碱性锌锰电池中锌为负极，MnO2为正极， KOH为电解质。
两种干电池中发生的反应为
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/12/162021/12/16December 16, 2021 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年12月2021/12/162021/12/162021/12/1612/16/2021 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/12/162021/12/16
FePO4+Li
放电 充电
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，
负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关
LiFePO4电池说法正确的是( D) A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li+向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量增加
D ． 放 电 时 电 池 正 极 反 应 为 ： FePO4+Li++e-
放电 充电
PbSO4(s)+2H2O(l)
三、电解原理
1．电解：在直流电的作用下，在两电极上分
别发生氧化反应和 还原 反应的过程叫电解。
2．电解池：将 电能 转化为化学能的装置
称为电解池。
电解池形成条件：①与电源相连的两个电极。
②电解质溶液或熔融的电解质。③形成闭合回路。
3．电极名称 阳极：和电源 正极 相连的电极，发生 氧 化 反应。 阴极：和电源 负极 相连的电极，发生 还 原 反应 4．电极材料： 惰性电极：Pt、At、石墨。 活性电极：除Pt、At、石墨外的金属材料。 5．电子流向：电源负极→导线→电解池阴极 →电解池阳极→导线→电源正极。
【方法技巧点拨】本题易忽视电极材料对电
解的影响。电解饱和食盐水时：(1)有石墨作电极， 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑，阴极：2H++2e-===H2↑， 总 离 子 方 程 式 ： 2Cl-+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH- 。 (2) 用 铜电作解电 极 ， 阳 极 ： Cu-2e-===Cu2+ ， 阴 极 ： 2H++2e-===H2↑ ， 总 离 子 方 程 式 ： Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+电H解2↑。
第22讲1．装置特点：把 化学能 转化成 电能 。 2．构成条件： (1)能自发地发生 氧化还原 反应。 (2)有电解质溶液(构成电路或参与反应)。 (3)由还原剂和导体构成负极系统，由氧化剂和导
体构成正极系统。 (4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)，或
===LiFePO4
【解析】放电时，相当于原电池，负极反应
为 Li-e-===Li+ ， 正 极 反 应 为 FePO4+Li++e===LiFePO4(D对)；Li+在电池内部(内电路)向正极 移动(B错)；电解质为非水物质，若加入硫酸，则
酸与单质Li发生反应，A错；电池充电时，相当于
电 解 池 ， 阳 极 ( 为 原 正 极 ) 反 应 为 LiFePO4-e===FePO4+Li+，质量减少，选项C错。
具备将化学能转化成电能的条件。
3．电极名称及电极反应 负 极：较活泼金属， 电子 流出的极，发生 氧 化 反应 正 极：不活泼金属(或非金属，导体)， 电子 流 入的极，发生 还原 反应 4．工作原理：
二、化学电源
1．一次电池反应原理(不能充电，不能反复使用)
(1)银锌钮扣电池
正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活 性材料，负极一端填充锌汞合金作负极活性材料，电