2021学年高中化学专题二第三单元第3课时电能转化为化学能课件苏教版必修2.ppt

3．电极反应式的书写 (1)书写思路：先判断电极，是惰性电极还是活性电极。 (2)书写原则：先分后总。 (3)书写步骤：①隋性材料作电极时：分析溶液中的阴离子 和阳离子→判断移动的方向→排出阴离子和阳离子的放电顺序 →写电极反应→找出放电离子的来源写总反应。②活性材料作 阳极(作阴极无影响)时：阳极参与反应→写阳极电极反应→写总 反应。 特别提醒：(1)在写总反应式时，如果 H＋和 OH－来自于水， 则应改写成 H2O 的形式。(2)阴阳极要注意得失电子数相等。
【思路分析】
【解析】 依据放电顺序阴极先放电的是 Cu2＋，故阴极开 始析出的是 Cu，阳极先放电的是 Cl－，故阳极开始产生的是 Cl2。 答案 A、B 错；由阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol， 当电路中通过电子的量达到 0.2 mol 时，此时 Cu2＋消耗完毕，阴 极放电离子变为 H＋，所以 C 错；阳极先是 Cl－放电，当 Cl－消耗 完毕，此时 H2O 电离产生的 OH－开始在阳极放电，SO24－不参与 电极反应。
第3课时 电能转化为化学能
一、电解池
1．定义 将 电能 转化为 化学能 的装置叫做电解池。
2．电解池的构成条件
(1) 两个相同或不同的电极 ；
(2) 外接直流电源
；
(3) 路 。
3．电解原理 电子从外接电源的 负极 流出，经 导线 到达电解池 的 阴极 ，电解质溶液中的 阳 离子移向阴极，氧化性强的 离子在 阴 极 获得 电子而被 还原 发生 还原 反应；与
C．①④
D．均正确
解析：此题电解的是混合溶液，目的是考查电解阴、阳离子 的放电顺序。溶液中存在的阴离子有：Cl－、Br－、SO42－、OH－， 阳离子有：K＋、Cu2＋、Na＋、H＋。因用 Pt 电极电解足够长的时 间，阴离子首先放电的是 Br－，其次是 Cl－，最后是 OH－，SO42－ 在溶液中不放电，阳离子先放电的是 Cu2＋，其次是 H＋。所以先 电解 CuBr2，阳极逸出 Br2，阴极析出 Cu，当 CuBr2 电解完毕 时，相当于继续电解 HCl(H＋来自于水中)，当 Cl－被消耗尽时， 则继续电解水。由于 Cu2＋转化为单质铜，电解液变为无色；Cl－ 放电时，水电离出的 H＋放电，使溶液中的 c(OH－)增大；由于水 被消耗，c(K＋)、c(Na＋)和 c(SO24－)会增大。
(4)根据两极产物判断。一般情况下，阴极上的现象是：析 出金属(质量增重)或有气体(H2)放出；阳极上的现象是：有非金 属单质生成，呈气态的有 Cl2、O2 或电极本身质量减轻(活性电 极作阳极)。
2．阴阳两极上放电顺序的判断 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的 放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外 也与离子的浓度及电极材料有关。
(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料 无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子， 发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见 离子的放电顺序是：
特别提醒：(1)电极材料按性质分为活性电极(Zn、Fe、Cu、 Ag)和隋性电极(Au、Pt、石墨)，在电解质溶液中，过于活泼的 金属不能作电极材料如金属 Na、K。(2)当 Fe3＋和 Cu2＋共存时， 应是 Fe3＋先放电：Fe3＋＋e－===Fe2＋，等 Fe3＋放电完全后，才是 Cu2＋放电。
将含有 KCl、CuBr2、Na2SO4 三种物质的水溶液用铂电极 进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：①溶液中几乎没
有 Br－；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K＋、Na
＋和 SO42－的浓度几乎没有变化。正确的是(设 Cl2、Br2 全部从溶 液中逸出)( A )
A．①②③
B．仅③
通电 电解总反应：2NaCl＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2NaOH 。
2．电解精炼铜 电解池构成：阳极为 粗铜(待精炼的铜) ；阴极为 纯铜 ； 电解质溶液为 硫酸酸化的硫酸铜溶液 。
电解过程中主要的电极反应为： 阳极： Cu－2e－===Cu2＋ ( 氧化 反应)； 阴极： Cu2＋＋2e－===Cu ( 还原 反应)。 最终纯铜在阴极析出，粗铜全部溶解，电解质溶液浓 度 基本保持不变 。
此同时，电解质溶液中的阴离子移向阳极，其中还原性强的离 子在 阳 极上 失去 电子(也可能是阳极很活泼而本身失去 电子)而被 氧化 发生 氧化 反应，这样电子又从电解池 的阳极流出，沿 导线 流回外接直流电源的 正 极。
4．电子流向
从电源 负 极流向 阴 极，电解质溶液中的 阴 离子移
向阳极，电子自阳极流入电源 正 极，形成闭合回路。
5．电极反应及电极的判断 (1)阳极：与电源 正 极相连，溶液中 阴 此极， 失去 电子，发生 氧化 反应。
离子移向
(2)阴极：与电源 负 极相连，溶液中 阳 离子移向此 极， 得到 电子，发生 还原 反应。
二、电解的应用 1．电解饱和食盐水制备氯气和烧碱 电解池的构成： 石墨棒 作阳极，铁作阴极，饱和食盐水 作 电解质溶液。 电解过程中主要的电极反应为： 阳极(碳)： 2Cl－－2e－===Cl2↑ ； 阴极(铁)： 2H＋＋2e－===H2↑ ；
3．制备 Na、Mg、Al、F2 等活泼金属和非金属
通电
(1)制取钠 2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ ；
通电
(2)制取铝 2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 。
探究点一 阴、阳极及放电顺序的判断与电极反应式的书 写
1.电解池的阴、阳极的判断方法 (1)根据所连接的直流电源：与直流电源正极相连的为阳极， 与直流电源负极相连的为阴极。 (2)根据电子流动方向：电子流向为电源负极―→阴极；阳 极―→电源正极。 (3)根据电解质溶液中离子的定向移动方向：阴离子向阳极 移动，阳离子向阴极移动。
【例 1】 现用 Pt 电极电解 1 L 浓度均为 0.1 mol/L 的 HCl、 CuSO4 的混合溶液，装置如下图，下列说法正确的是( D )
A．电解开始时阴极有 H2 放出 B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===Cu C．当电路中通过电子的量超过 0.1 mol 时，此时阴极放电 的离子发生了变化 D．整个电解过程中，SO24－不参与电极反应