苏教版高中化学选修四课件《化学能与电能的转化》第3课时.pptx

1、栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作第第3课课时时电电解解池池的的工工作作原原理理及及应应用用专专题题1化化学学反反应应与与能能量量变变化化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化课课程程标标准准导导航航1.了了解解电电解解池池的的工工作作原原理理。能能写写出出电电解解池池的的电电极极反反应应式式。2了了解解电电解解原原理理在在生生产产生生活活中中的的应应用用。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化新新知知初初探探自自学学导导引引一一、电电解解的的原原理理1电电解解及及电电解解池池在在

2、_的的作作用用下下，在在两两电电极极上上分分别别发发生生_和和_的的过过程程叫叫电电解解。电电解解过过程程中中电电能能转转化化为为_。人人们们把把将将电电能能转转化化为为化化学学能能的的装装置置称称为为_。自自主主学学习习直直流流电电氧氧化化反反应应还还原原反反应应化化学学能能电电解解池池栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化在在电电解解池池中中，与与电电源源负负极极相相连连的的电电极极是是_，发发生生_反反应应，与与电电源源正正极极相相连连的的电电极极是是_，发发生生_反反应应。2用用惰惰性性电电极极电电解解阴阴极极还还原原阳阳极极氧氧化化栏目栏目导引导引专题专题1

3、 化学反应与能量变化化学反应与能量变化2Na2e=2NaCu22e=Cu2Cl2e=Cl2栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化想想一一想想1.写写出出用用石石墨墨电电极极电电解解熔熔融融氧氧化化铝铝的的电电极极反反应应及及总总的的电电解解反反应应。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化二二、电电解解原原理理的的应应用用1电电解解饱饱和和食食盐盐水水阳阳极极：_；阴阴极极：_；电电解解化化学学方方程程式式：_。电电解解离离子子方方程程式式：_。2Cl2e=Cl22H2e=H2栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化2电

4、电解解精精炼炼金金属属(以以精精炼炼铜铜为为例例)(1)电电解解池池的的组组成成阳阳极极为为_，阴阴极极为为_，电电解解质质溶溶液液为为CuSO4溶溶液液或或CuCl2溶溶液液等等。(2)电电极极反反应应阳阳极极反反应应：Cu2e=Cu2；阴阴极极反反应应：Cu22e=Cu。粗粗铜铜精精铜铜栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化3电电镀镀(1)定定义义：应应用用_原原理理在在某某些些金金属属或或非非金金属属材材料料表表面面镀镀上上一一薄薄层层其其他他_或或_的的过过程程。(2)目目的的：使使金金属属_能能力力增增强强，增增加加金金属属表表面面硬硬度度或或美美观观性性等

5、等。(3)电电镀镀池池构构成成镀镀层层金金属属作作_，待待镀镀金金属属制制品品作作_，含含有有_的的溶溶液液作作电电解解质质溶溶液液。电电解解金金属属合合金金抗抗腐腐蚀蚀阳阳极极阴阴极极镀镀层层金金属属离离子子栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化想想一一想想2请请思思考考工工业业上上电电解解饱饱和和食食盐盐水水时时常常用用阳阳离离子子交交换换膜膜将将阳阳极极区区和和阴阴极极区区隔隔开开，使使得得阴阴极极区区的的OH不不能能进进入入阳阳极极区区，这这是是为为什什么么？提提示示：电电解解饱饱和和食食盐盐水水阳阳极极区区的的产产物物是是Cl2，若若阴阴极极区区产产生生的的

6、OH进进入入阳阳极极区区，则则发发生生反反应应：2OHCl2=ClClOH2O，不不能能得得到到烧烧碱碱和和氯氯气气。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化自自主主体体验验1下下列列描描述述中中，不不符符合合生生产产实实际际的的是是()A电电解解饱饱和和食食盐盐水水制制烧烧碱碱，用用涂涂镍镍碳碳钢钢网网作作阴阴极极B电电解解法法精精炼炼粗粗铜铜，用用纯纯铜铜作作阴阴极极C电电解解熔熔融融的的氧氧化化铝铝制制取取金金属属铝铝，用用铁铁作作阳阳极极D在在镀镀件件上上电电镀镀锌锌，用用锌锌作作阳阳极极栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化解解析析：

7、选选C。电电解解熔熔融融的的氧氧化化铝铝制制取取金金属属铝铝，阳阳极极反反应应为为6O212e=3O2，阴阴极极反反应应：4Al312e=4Al，若若用用铁铁作作阳阳极极，则则阳阳极极反反应应为为Fe2e=Fe2，电电解解一一段段时时间间后后，Fe2在在阴阴极极上上得得电电子子被被还还原原成成Fe，而而得得不不到到Al。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化2关关于于电电解解NaCl水水溶溶液液，下下列列叙叙述述正正确确的的是是()A电电解解时时在在阳阳极极得得到到氯氯气气，在在阴阴极极得得到到金金属属钠钠B若若在在阳阳极极附附近近的的溶溶液液中中滴滴入入KI溶溶液液

8、，溶溶液液呈呈棕棕色色C若若在在阴阴极极附附近近的的溶溶液液中中滴滴入入酚酚酞酞溶溶液液，溶溶液液呈呈无无色色D电电解解一一段段时时间间后后，将将全全部部电电解解质质转转移移到到烧烧杯杯中中充充分分搅搅拌拌后后溶溶液液呈呈中中性性栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化3若若要要在在铜铜片片上上镀镀银银时时，下下列列叙叙述述中中错错误误的的是是()将将铜铜片片接接在在电电源源的的正正极极将将银银片片接接在在电电源源的的正正极极在在铜铜片片上上发发生生的的反反应应是是：Age=Ag在在银银片片上上发发生生的的

9、反反应应是是：4OH4e=O22H2O可可用用CuSO4溶溶液液作作电电解解质质溶溶液液可可用用AgNO3溶溶液液作作电电解解质质溶溶液液栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化ABCD解解析析：选选C。根根据据电电镀镀池池的的构构成成条条件件可可知知，在在铜铜片片上上镀镀银银，阳阳极极为为银银片片，银银片片接接电电源源的的正正极极，电电极极反反应应为为Age=Ag；阴阴极极为为铜铜片片，铜铜片片接接电电源源的的负负极极，电电极极反反应应为为Age=Ag；电电解解质质溶溶液液为为AgNO3溶溶液液，答答案案为为C。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与

10、能量变化要要点点突突破破讲讲练练互互动动探探究究导导引引1什什么么是是惰惰性性电电极极？什什么么是是活活性性电电极极？提提示示：电电极极材材料料必必须须能能导导电电且且为为固固体体，可可以以是是金金属属(如如Cu、Fe等等)，也也可可以以是是非非金金属属(如如石石墨墨等等)。化化学学性性质质稳稳定定并并能能导导电电的的电电极极称称为为惰惰性性电电极极，常常用用的的有有石石墨墨电电极极、铂铂电电极极等等。要要点点一一阴阴、阳阳极极产产物物的的判判断断栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化化化学学性性质质较较活活泼泼在在电电解解过过程程中中可可发发生生反反应应的的电电极极

11、称称为为活活性性电电极极，一一般般为为金金属属活活动动性性顺顺序序表表中中Ag及及排排在在Ag前前面面的的金金属属，如如铜铜的的电电解解精精炼炼中中阳阳极极(粗粗铜铜)、阴阴极极(纯纯铜铜)均均属属活活性性电电极极。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化探探究究导导引引2用用惰惰性性电电极极电电解解CuCl2溶溶液液，CuCl2溶溶液液中中存存在在哪哪些些离离子子？通通电电后后这这些些离离子子怎怎样样运运动动？提提示示：CuCl2电电离离成成Cu2和和Cl，H2O发发生生微微弱弱的的电电离离，生生成成H和和OH。通通电电前前这这些些离离子子无无规规则则运运动动，通通电

12、电后后，在在电电场场作作用用下下，Cu2、H向向阴阴极极移移动动，Cl、OH向向阳阳极极移移动动。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化要要点点归归纳纳阴阴、阳阳极极产产物物的的判判断断1阳阳极极产产物物的的判判断断首首先先看看电电极极，如如果果是是活活性性电电极极(金金属属活活动动性性顺顺序序表表中中在在Ag之之前前)，则则电电极极本本身身失失电电子子被被氧氧化化，阴阴离离子子不不放放电电；如如果果是是惰惰性性电电极极(Au、Pt、石石墨墨)，则则要要看看溶溶液液中中阴阴离离子子失失电电子子能能力力强强弱弱，谁谁强强谁谁放放电电，阴阴离离子子放放电电顺顺序序为为：S

13、2IBrClOH高高价价态态含含氧氧酸酸根根F。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化2阴阴极极产产物物的的判判断断不不用用考考虑虑电电极极本本身身，直直接接根根据据阳阳离离子子放放电电顺顺序序进进行行判判断断，阳阳离离子子的的放放电电顺顺序序与与金金属属活活动动性性顺顺序序相相反反，顺顺序序为为AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Ni2Fe2Zn2Mn2较较活活泼泼金金属属阳阳离离子子(注注意意Fe3的的顺顺序序)。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化1用用石石墨墨作作电电极极，电电解解CuSO4、NaNO3和和NaCl的的混混合合溶溶液

14、液，阴阴极极和和阳阳极极上上首首先先析析出出的的物物质质分分别别是是()ACu和和Cl2BH2和和Cl2CH2和和O2DCu和和O2即即时时应应用用栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化要要点点二二电电解解的的规规律律探探究究导导引引用用惰惰性性电电极极电电解解下下列列电电解解质质溶溶液液，写写出出电电极极反反应应式式和和总总反反应应方方程程式式。(1)盐盐酸酸(2)氯氯化化铜铜溶溶液液(3)硝硝酸酸钾钾溶溶液液(4)氯氯化化钠钠溶溶液液(5)硫硫酸酸铜铜溶溶液液栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量

15、变化化学反应与能量变化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化要要点点归归纳纳类类型型电电极极反反应应特特点点实实例例电电解解对对象象电电解解质质浓浓度度pH 电电解解质质溶溶液液复复原原应应加加物物质质电电解解水水型型阴阴极极：4H4e=2H2阳阳极极：4OH=2H2OO24eNaOH水水增增大大增增大大水水H2SO4水水增增大大减减小小水水Na2SO4水水增增大大不不变变水水栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化类类型型电电极极反反应应特特点点实实例例电电解解对对象象电电解解质

16、质浓浓度度pH电电解解质质溶溶液液复复原原应应加加物物质质电电解解电电解解质质型型电电解解质质电电离离出出的的阴阴、阳阳离离子子分分别别在在两两极极放放电电HCl电电解解质质减减小小增增大大 氯氯化化氢氢CuCl2电电解解质质减减小小增增大大 氯氯化化铜铜栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化类类型型电电极极反反应应特特点点实实例例电电解解对对象象电电解解质质浓浓度度pH电电解解质质溶溶液液复复原原应应加加物物质质放放H2生生碱碱型型阴阴极极：H2O放放H2生生碱碱阳阳极极：电电解解质质阴阴离离子子放放电电NaCl电电解解质质和和水水生生成成新新电电解解质质增增大大

17、氯氯化化氢氢放放O2生生酸酸型型阴阴极极：电电解解质质阳阳离离子子放放电电阳阳极极：H2O放放O2生生酸酸CuSO4电电解解质质和和水水生生成成新新电电解解质质减减小小 氧氧化化铜铜栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化即即时时应应用用2用用惰惰性性电电极极实实现现电电解解，下下列列说说法法正正确确的的是是()A电电解解稀稀硫硫酸酸溶溶液液，实实质质上上是是电电解解水水，故故溶溶液液的的pH不不变变B电电解解稀稀氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液，要要消消耗耗OH，故故溶溶液液的的pH减减小小C电电解解硫硫酸酸钠钠溶溶液液，在在阴阴极极上上和和阳阳极极上上析析出出产产物物的的物

18、物质质的的量量之之比比为为12D电电解解氯氯化化铜铜溶溶液液，在在阴阴极极上上和和阳阳极极上上析析出出产产物物的的物物质质的的量量之之比比为为11栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化解解析析：选选D。以以稀稀硫硫酸酸、氢氢氧氧化化钠钠、硫硫酸酸钠钠为为电电解解液液时时，电电解解的的实实质质是是水水被被电电解解。由由于于水水的的消消耗耗，电电解解液液的的pH会会发发生生改改变变；以以硫硫酸酸为为电电解解液液时时，溶溶液液的的pH减减小小；以以氢氢氧氧化化钠钠为为电电解解液液时时，溶溶液液的的pH增增大大。电电解解硫硫酸酸钠钠溶溶液液时时，阴阴、阳阳两两极极上上产产生生

19、的的气气体体分分别别是是氢氢气气、氧氧气气，所所以以其其物物质质的的量量之之比比为为21。电电解解氯氯化化铜铜溶溶液液，在在阴阴极极上上析析出出铜铜，阳阳极极上上析析出出氯氯气气。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化根根据据电电子子守守恒恒原原理理，铜铜离离子子所所得得到到的的电电子子数数目目应应等等于于氯氯离离子子所所失失去去的的电电子子数数目目，每每一一个个铜铜离离子子得得到到的的2个个电电子子等等于于2个个Cl失失去去的的2个个电电子子，所所以以析析出出的的铜铜与与氯氯气气的的物物质质的的量量之之比比为为11。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学

20、反应与能量变化题题型型探探究究权权威威预预测测右右图图是是电电解解CuCl2溶溶液液的的装装置置，其其中中c、d为为石石墨墨电电极极。则则下下列列有有关关的的判判断断正正确确的的是是()Aa为为负负极极、b为为正正极极Ba为为阳阳极极、b为为阴阴极极C电电解解过过程程中中，d电电极极质质量量增增加加D电电解解过过程程中中，氯氯离离子子浓浓度度不不变变电电解解原原理理及及电电解解规规律律例例1栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【思思路路点点拨拨】解解答答该该题题应应注注意意以以下下两两点点：(1)根根据

21、据电电流流方方向向判判断断电电极极；(2)根根据据离离子子放放电电顺顺序序写写出出电电极极反反应应式式。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【解解析析】A中中由由于于电电流流从从电电源源的的正正极极流流出出，故故a为为电电源源的的正正极极，b为为电电源源的的负负极极，A错错；B中中电电源源应应用用正正、负负极极命命名名，B错错；C中中电电解解过过程程中中，因因为为Cu2是是阳阳离离子子，移移向向阴阴极极d，在在阴阴极极上上放放电电析析出出Cu，所所以以d极极质质量量增增加加，C正正确确；D中中Cl是是阴阴离离子子，移移向向阳阳极极c，在在阳阳极极上上放放出出Cl2，

22、导导致致溶溶液液中中c(Cl)降降低低，D错错。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【答答案案】C【名名师师点点睛睛】解解答答这这类类题题目目时时，应应首首先先找找出出溶溶液液中中离离子子种种类类并并将将阴阴、阳阳离离子子分分成成两两组组写写在在一一起起，然然后后根根据据电电极极材材料料和和放放电电顺顺序序写写出出阴阴、阳阳极极的的电电极极反反应应式式。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化利利用用电电解解法法可可将将含含有有Fe、Zn、Ag、Pt等等杂杂质质的的粗粗铜铜提提纯纯，下下列列叙叙述述正正确确的的是是(双双选选)()A电电解解时

23、时以以精精铜铜作作阳阳极极B电电解解时时阴阴极极发发生生还还原原反反应应C粗粗铜铜连连接接电电源源负负极极，其其电电极极反反应应是是Cu=Cu22eD电电解解后后，电电解解槽槽底底部部会会形形成成含含少少量量Ag、Pt等等金金属属的的阳阳极极泥泥电电解解原原理理的的应应用用例例2栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【思思路路点点拨拨】(1)电电解解精精炼炼铜铜，以以粗粗铜铜作作阳阳极极；(2)不不如如Cu活活泼泼的的金金属属在在阳阳极极不不放放电电。【解解析析】电电解解法法精精炼炼金金属属铜铜时时，粗粗铜铜作作阳阳极极，失失去去电电子子逐逐渐渐溶溶解解，Cu2得得到

24、到电电子子后后析析出出，附附着着在在阴阴极极上上，故故精精铜铜作作阴阴极极；在在电电解解池池中中，阴阴极极接接电电源源的的负负极极，发发生生还还原原反反应应，阳阳极极接接电电源源的的正正极极，发发生生氧氧化化反反应应，A、C错错误误，B正正确确；栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化越越活活泼泼的的金金属属越越易易失失去去电电子子，故故比比铜铜活活泼泼的的Fe、Zn先先失失去去电电子子，变变成成Fe2、Zn2进进入入溶溶液液，然然后后是是铜铜失失去去电电子子，变变成成Cu2进进入入溶溶液液，因因Ag、Pt等等金金属属不不如如铜铜活活泼泼，故故在在铜铜溶溶解解后后便便沉

25、沉淀淀在在阳阳极极底底部部成成为为阳阳极极泥泥，D正正确确。【答答案案】BD栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【名名师师点点睛睛】粗粗铜铜电电解解精精炼炼时时粗粗铜铜作作阳阳极极，比比铜铜活活泼泼的的金金属属和和铜铜失失去去电电子子，不不如如铜铜活活泼泼的的成成为为阳阳极极泥泥，所所以以阴阴极极析析出出的的铜铜比比阳阳极极溶溶解解的的铜铜多多。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化课课堂堂达达标标即即时时巩巩固固栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化热热点点示示例例思思维维拓拓展展电电镀镀池池与与电电解解池池的的

26、综综合合应应用用【经经典典案案例例】按按下下图图所所示示的的装装置置进进行行电电解解，在在通通电电一一段段时时间间后后，铁铁电电极极的的质质量量增增加加。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化(1)写写出出甲甲烧烧杯杯中中两两极极发发生生的的电电极极反反应应式式：阴阴极极：_；阳阳极极：_。(2)写写出出甲甲烧烧杯杯中中发发生生反反应应的的化化学学方方程程式式_。(3)CCFeAg4个个电电极极上上析析出出或或溶溶解解物物质质的的物物质质的的量量之之比比是是_。栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化【解解析析】铁铁电电极极的的质质量量增增加加，说说明明铁铁电电极极是是阴阴极极。则则银银电电极极是是阳阳极极，左左碳碳电电极极是是阴阴极极，右右碳碳电电极极是是阳阳极极。装装置置甲甲是是硫硫酸酸铜铜溶溶液液的的电电解解池池，装装置置乙乙是是铁铁上上镀镀银银的的电电镀镀池池。有有关关电电极极反反应应式式为为：甲甲阴阴极极：2Cu24e=2Cu阳阳极极：4OH4e=2H2OO2乙乙阳阳极极：Age=Ag阴阴极极：Age=Ag栏目栏目导引导引专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化若若将将电电子子转转移移数数定定为为“4e”，4个个电电极极上上析析出出或或溶溶解解物物质质的的物物质质的的量量之之比比显显而而易易见见。