电能转化为化学能一轮复习学案.doc

‎ 电能转化为化学能 ‎ ‎ 班级 组别 姓名 ‎ ‎【学习目标】1、掌握电解池工作原理，准确书写电极反应式，电池总反应方程式 ‎ 2、小组合作探究应用电解原理解决实际生产问题及其有关的简单计算 ‎ 3、以极度的热情投入课堂，体验学习的快乐。‎ ‎【使用说明】利用一节课完成学案，下课收齐。下节课修改8分钟，针对存在问题重点讨论8分钟，师生探究、学生展示20分钟，巩固落实5分钟后进行当堂检测. 标有★★的B层可不做，标有★或★★的C层可不做 ‎【课前导学】‎ 一、电解原理：‎ ‎1、定义：电解是在 作用下，电解质在 上分别发生 的过程 电解质导电的实质是 ‎ 电解池由 、 以及 组成 ‎2、 画出用惰性电极电解CuSO4溶液的装置图 ，回答下列问题：‎ ‎ 与电源_____极相连的电极是阳极，发生_____反应，写出电极反应式__________________________，电解时溶液中______离子向阴极移动，写出电解总反应的离子方程式：‎ ‎ __________________________________________________.‎ ‎3、放电顺序：‎ ‎（1）用惰性材料作电极时，阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是 ‎ ‎ 。阳离子在 极上放 电，常见的阳离子的放电顺序是 ‎ ‎（2）阳极材料是活性电极（除 _____、_____之外的金属）时，阳极本身优先失电子被氧化。‎ ‎【小结】 1、书写电解池的电极反应 8‎ ‎(1) _____________________________________‎ ‎ (2)______________________________________‎ ‎ 2、书写电解总反应的离子方程式时，放电离子来自强电解质的才能写成离子形式。‎ 稀H2SO4‎ 石墨 Cu Cu u 通电 练习1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 （ ） ‎ A、电解初期，主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑‎ B、电解过程中，铜电极上有H2产生 C、电解一定时间后，石墨电极上不会有铜析出 ‎ D、整个电解过程中，H+ 浓度不断增大 ‎4、酸、碱、盐溶液以及熔融物的电解规律表（惰性电极）‎ 电 解 质 类 别 电 解 对 象 实 例 浓度变化 PH 复原所加物质 电极反应 总反应 强碱 NaOH 含氧酸 H2SO4‎ 氢前金属含氧酸盐 Na2SO4‎ 无氧酸（HF除外）‎ HCl 氢后金属无氧酸盐 CuCl2‎ 氢前金属无氧酸盐 NaCl 氢后金属含氧酸盐 CuSO4‎ 8‎ 电解熔融物质 Al2O3‎ 二、电解的应用 ‎1、 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）‎ 下图表示一个电解池，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。若X、Y都是惰性电极，a是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极观察到的现象是 ‎ 原因是 ‎ ‎② Y电极上的电极反应式为 ‎ 检验该电极反应产物的方法是 ‎ ‎2、 铜的电解精炼 粗铜中含有的杂质通常为 等。电解时，粗铜与直流电源的 极相连，作 极，该电极的主要反应为 ，副反应为 。用 接直流电源的 极，作 极，该电极的主要反应为 ，用 作电解液。电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ，阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。 ‎ ‎3、电镀 电镀时，电镀液通常采用 溶液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的 极相连，作 极；而用 _______或__ _ 作 ‎ 极，与直流电源的 极相连。例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 阴极反应式为 ，电镀液中Cu2+的浓度 ‎ 练习2 、下列关于铜电极的叙述，正确的是 （ ） ‎ A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼铜时，粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极 练习3、关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 （ ）‎ A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕黄色 8‎ C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 ‎4、电解法冶炼活泼金属 ‎ Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。写出有关方程式 ‎ 、 、 ‎ ‎【合作探究】‎ ‎★★1、在‎25℃‎时，将两个惰性电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，阴极上析出a mol气体，同时有W g Na2SO4•10H2O晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 ( ) ‎ ‎ A． B． C. D．‎ ‎★2、某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨电极电解该混合液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 （ ） ‎ A．阴极自始至终只析出H2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2‎ C．电解最后阶段为电解水 D．电解液的pH不断增大，最终等于7‎ ‎3、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3molCu，此时在另一极产生的气体体积（标准状况）为 ‎ A、‎4.48L B、‎5.6L C、‎6.72L D、‎‎7.84L ‎4、采用惰性电极从NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等离子中，选择适当的离子组合电解质，对其溶液进行电解：‎ ‎⑴ 两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是： ‎ ‎⑵ 若阴极析出金属，阳极放出氧气时，电解质的化学式可能是： ‎ ‎⑶ 两极分别放出气体，且体积比为1：1时，电解质的化学式可能是： ‎ ‎⑷ 阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为4：1：4时，电解质的化学式可能是： ；电解反应的离子方程式是： ‎ ‎【课堂训练】‎ ‎1、能使反应 Cu +2H2O ===Cu(OH)2 +H2↑ 发生的是 （ ） ‎ 8‎ A、铜片做原电池的负极，碳棒做原电池的正极，氯化铜做电解质溶液 B、铜锌合金在潮湿空气发生电化学腐蚀 C、用铜片做阴、阳电极，电解硫酸钠溶液 D、用铜片做阴、阳电极，电解硫酸铜溶液 ‎2、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 ‎3、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+） ( )‎ A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e—Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ ‎ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt ‎4、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是 (　 　) ‎ a极板 b极板 x电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4‎ B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3‎ D 铜 石墨 负极 CuCl2‎ ‎【当堂检测】‎ ‎1、下列叙述不正确的是（ ）‎ 8‎ A．铁表面镀锌，铁作阳极 ‎ B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 + 2H2O + 4e- 4OH—‎ D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一C12↑+2e一 ‎2、以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为 （ ） A、‎0.64 g B、‎1.28 g C、‎2.56 g D、‎‎5.12 g 高三化学一轮复习学案答案 编号27‎ ‎【基础知识】‎ ‎1、直流电 两个电极 氧化反应和还原反应 电解质溶液或熔融态电解质的电解过程 直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质 CuSO4‎ C Cu ‎2、‎ ‎， 正 、氧化、4OH－4e－+2H2O+O2↑、阳、‎ ‎ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+‎ ‎3、（1）阳 S2—>I—>Br—>Cl.—>OH—>含氧酸根 阴 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>…‎ ‎ （2）Au Pt 小结：书写电解池的电极反应 1、 阳极电极反应的写法：阳极是活性电极时，阳极本身放电；阳极是惰性电极时，溶液中的阴离子放电。‎ 2、 阴极电极反应的写法：一定是溶液中的阳离子放电。‎ 练习1、A 2、B 二、酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）‎ 电 解 质 类 别 电 解 对 象 实 例 浓度变化 PH 复原所加物质 电极反应 总反应 强碱 H2O NaOH 增大 增大 H2O 阴极：4H++4e—_→2H2↑‎ ‎2H2O 8‎ 阳极：‎ ‎4OH—→2H2O+O2+4e—‎ ‎2H2↑+O2↑‎ 含氧酸 H2SO4‎ 增大 减小 H2O 氢前金属含氧酸盐 Na2SO4‎ 增大 不变 H2O 无氧酸（HF除外）‎ 电解质 HCl 减小 增大 HCl 阴极：2H++2e_→H2↑‎ 阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—‎ ‎2HClCl2↑＋H2↑‎ 氢后金属无氧酸盐 CuCl2‎ 减小 CuCl2‎ 阴极：Cu2++2e—→Cu 阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—‎ CuCl2Cu+Cl2↑‎ 氢前金属无氧酸盐 电解质和水 NaCl 减小 增大 HCl 阴极：2H++2e_→H2↑‎ 阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—‎ ‎2Cl —+2H2OCl2↑+H2↑‎ ‎+2OH—‎ 氢后金属含氧酸盐 电解质和水 CuSO4‎ 减小 减小 CuO 阴极：2Cu2++4e—→2Cu 阳极：‎ ‎4OH—→2H2O+O2+4e—‎ ‎2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+‎ 电解熔融物质 Al2O3‎ 阴极：4Al3++12e—→4Al 阳极：6O2—→3O2↑+12e—‎ ‎ 2Al2O34Al↑＋3O2↑‎ 二、1、①2H++2e—→H2↑ 有气泡冒出，溶液变红 原因：H2O电离出的H+放电生成H2逸出，使阴极区H+浓度减小，导致水的电离平衡H2O H++OH—右移，使阴极区OH—浓度变大 ‎②2Cl—→Cl2↑+2e— 将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近Y电极附近的支管口，若试纸变蓝，则证明该气体为Cl2‎ ‎2、Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt ； 正； 阳 ； Cu→ Cu2++2e— ； Zn→ Zn2++2e— ‎ Fe→ Fe2++2e— Ni→ Ni2++2e— ； 精铜 ； 负 ； 阴 ；Cu2++2e—→Cu ；‎ 8‎ 硫酸酸化的CuSO4溶液；减小； 减轻 ；增重； 不相等 ‎3、含镀层金属离子 ； 负 ； 阴 ；镀层金属、惰性电极材料 ；正 ；阳 ；‎ Cu→ Cu2++2e— ；Cu2++2e—→Cu 不变 练习2、C 3、B ‎4、2NaClCl2↑+2Na MgCl2Cl2↑＋Mg 2Al2O34Al↑＋3O2↑‎ ‎【合作探究】1、D 2、D 3、B 4、（1） H2SO4 HNO3 Ba(NO3)2 （2）CuSO4 Cu(NO3)2 AgNO3 （3）HCl BaCl2 （4） AgNO3 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+‎ ‎【课堂训练】1、C 2、D 3、D 4、A ‎【当堂检测】1、A 2、B ‎ ‎ 8‎