第2課時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一、電解原理1．實(shí)驗(yàn)探究：如圖為電解氯化銅溶液的實(shí)驗(yàn)裝置。[知識梳理](1)通電數(shù)分鐘后，陰極觀察到的現(xiàn)象是_______________；陽極觀察到的現(xiàn)象是____________________________。(2)實(shí)驗(yàn)原理分析與討論①通電前，氯化銅溶液中存在的離子是______________________。②通電后，移向陰極的離子是__________，移向陽極的離子是__________。③陰極電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－===Cu，陽極電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。有紅色物質(zhì)析出有黃綠色刺激性氣味氣體產(chǎn)生Cu2＋、Cl－、H＋、OH－Cu2＋、H＋Cl－、OH－2．電解

(1)電解原理：使_____通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起__________反應(yīng)。

(2)電解池 ①概念：把_____轉(zhuǎn)化為__________的裝置，也就是借助于電流引起__________反應(yīng)的裝置。 ②構(gòu)成條件：a.有一個(gè)外加__________；b.有與電源相連的兩個(gè)_____；c.兩電極插入_____________或熔融態(tài)電解質(zhì)中；d.成__________。電流氧化還原電能化學(xué)能氧化還原直流電源電極電解質(zhì)溶液閉合回路③電極：陰極——連接直流電源_____，在該電極上微粒_____電子，發(fā)生_____反應(yīng)；陽極——連接直流電源_____，在該電極上微粒_____電子，發(fā)生_____反應(yīng)。④電子流向：電子從電源的_____沿導(dǎo)線流入電解池的_____，電子從電解池的_____沿導(dǎo)線流回電源_____，電流方向與電子流向_____。⑤電解質(zhì)溶液中的離子流向：陰離子向_____移動(dòng)，陽離子向_____移動(dòng)。負(fù)極得到還原正極失去氧化負(fù)極陰極陽極正極相反陽極陰極【自主思考】1．從裝置上比較原電池與電解池的區(qū)別是什么？ 提示原電池中沒有外加電源，電解池中有外加電源。2．你怎樣判斷電解池的陰極和陽極？ 提示看連接的電源：與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，與電源正極相連的是電解池的陽極。3．電解質(zhì)溶液是如何導(dǎo)電的？ 提示電解質(zhì)溶于水電離出能自由移動(dòng)的離子。通電時(shí)，自由移動(dòng)的離子作定向移動(dòng)，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，分別在兩極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)。二、電解原理的應(yīng)用1．下圖為冶煉金屬鈉電解槽示意圖。(1)熔融氯化鈉中存在的微粒：_____、_____。(2)通電后離子的運(yùn)動(dòng)：陽離子_____(填離子符號)移向_____極；陰離子_____(填離子符號)移向_____極。(3)電極反應(yīng)式：陰極：2Na＋＋2e－===2Na，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑。(4)結(jié)論是熔融的氯化鈉在__________作用下發(fā)生了_______________，分解生成了__________。Na＋Cl－Na＋陰Cl－陽直流電氧化還原反應(yīng)Na和Cl22．下圖為銅的電解精煉示意圖。

粗銅作陽極，電極反應(yīng)式：____________________

純銅作陰極，電極反應(yīng)式：____________________

用____________作電解液。Cu－2e－===Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu硫酸銅溶液【自主思考】4．銅的精煉過程中，粗銅中的雜質(zhì)(鋅、鐵、金、銀等)是怎樣被除去的？ 提示粗銅中的鋅、鐵等比銅活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，溶解變成金屬陽離子進(jìn)入溶液；銀、金等不如銅活潑的金屬，在電解過程中不發(fā)生反應(yīng)，沉積在電解池的底部形成陽極泥；而陰極只有Cu2＋放電，Zn2＋、Fe2＋等留在電解質(zhì)溶液中。5．從陽極沉積下來的陽極泥中含有哪些金屬？ 提示不如銅活潑的金屬金、銀等。6．在電解過程中CuSO4溶液濃度發(fā)生怎樣的變化？ 提示電解過程中電解質(zhì)溶液的濃度減少，需及時(shí)補(bǔ)充。1．判斷

(1)只要有電解反應(yīng)發(fā)生就必將發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(

) (2)電解池中的兩個(gè)電極活潑性一定不同。(

) (3)原電池放電和電解池充電互為可逆反應(yīng)。(

) (4)電解飽和食鹽水陽極產(chǎn)生Cl2。(

) (5)電解時(shí)電子的流向?yàn)殡娫簇?fù)極→陰極→溶液→陽極→電源正極。(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×[效

果

自

測]2．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是(

) A．電解時(shí)以純銅作陽極

B．電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)

C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu－2e－===Cu2＋

D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥解析電解精煉銅時(shí)，粗銅與電源正極相連，作陽極，電極反應(yīng)有Cu－2e－===Cu2＋，Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，陰極用純銅與電源負(fù)極相連，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，發(fā)生的是還原反應(yīng)。電解后陽極形成含少量Pt、Ag等較不活潑金屬的陽極泥。答案D【合作交流】1．原電池和電解池的電極名稱及其發(fā)生反應(yīng)的類型是什么？2．原電池和電解池工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化形式有什么區(qū)別？ 提示原電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電解池工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。探究一、電解池與原電池的區(qū)別【點(diǎn)撥提升】1．電解池與原電池的聯(lián)系與區(qū)別電池類別原電池電解池能量轉(zhuǎn)變化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能裝置特點(diǎn)無外接直流電源有外接直流電源電極正極、負(fù)極陰極、陽極電極確定由電極材料本身的相對活潑性決定，較活潑的是負(fù)極，較不活潑的是正極由外接電源的正、負(fù)極決定，與負(fù)極相連的為陰極，與正極相連的為陽極電池類別原電池電解池電極反應(yīng)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)電子流向負(fù)極流向正極從電源負(fù)極流向陰極，從陽極流向電源正極形成條件①兩個(gè)電極①外接電源②電解質(zhì)溶液②電極(惰性或非惰性)③形成閉合回路③形成閉合回路④自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)④電解質(zhì)(水溶液或熔化態(tài))2.電解池陰陽極的判斷方法判斷方法陽極陰極與電源連接方式與電源正極相連的電極與電源負(fù)極相連的電極電子或電流流動(dòng)方向電子流出，電流流入的電極電子流入，電流流出的電極離子遷移方向陰離子移向的電極陽離子移向的電極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極【典題例證1】如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列判斷中正確的是(

) A．a(chǎn)為負(fù)極、b為正極

B．a(chǎn)為陽極、b為陰極

C．電解過程中，d電極質(zhì)量增加

D．電解過程中，氯離子濃度不變解析由于電流從電源正極流出，故a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電源稱正、負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu2＋向陰極移動(dòng)，d電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，在陰極上析出Cu，所以d極質(zhì)量增加，C項(xiàng)正確；Cl－向陽極移動(dòng)，c電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，導(dǎo)致溶液中c(Cl－)降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C【學(xué)以致用1】某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(

)【合作交流】3．電解池工作時(shí)，溶液中的陰、陽離子分別向什么電極移動(dòng)？ 提示陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。4．電解硫酸鈉溶液時(shí)，在陰、陽兩極上放電的離子分別是什么？ 提示陰極：H＋，陽極：OH－探究二、電解時(shí)兩電極產(chǎn)物的判斷與電極反應(yīng)式的書寫【點(diǎn)撥提升】1．陽極產(chǎn)物的判斷

(1)活性金屬電極(金屬活動(dòng)性順序表中在Ag之前)，電極金屬失電子，生成對應(yīng)的金屬陽離子，陰離子不放電。

(2)惰性電極(Au、Pt、石墨)，溶液中的陰離子失電子，生成對應(yīng)的非金屬單質(zhì)或高價(jià)化合物。 陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>高價(jià)態(tài)含氧酸根>F－。2．陰極產(chǎn)物的判斷 與電極材料無關(guān)，直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷，溶液中的陽離子得電子生成對應(yīng)的單質(zhì)或低價(jià)化合物 陽離子的放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Mn2＋＞較活潑金屬陽離子(注意Fe3＋的順序)。3．電極反應(yīng)式與電解反應(yīng)式的書寫(以石墨電極電解CuCl2溶液為例) (1)電極反應(yīng)式的書寫 ①確定陰、陽極。與電源正極相連的為陽極、與電源負(fù)極相連的是陰極。 ②分別寫出兩極上出現(xiàn)的離子。陰極：Cu2＋、H＋，陽極：Cl－、OH－。 ③判斷陰、陽極放電順序。陰極：Cu2＋>H＋，陽極：Cl－>OH－?！镜漕}例證2】下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是(

) A．逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的

B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體

C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色

D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色解析Na2SO4===2Na＋＋SO，H2O電離出H＋和OH－，SO和OH－移向b電極，Na＋和H＋移向a電極，在b電極上：4OH－－4e－

===2H2O＋O2↑，在a電極上：2H＋＋2e－===H2↑，所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無色無味的