高二化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1、高三化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)：1 .了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式.(銅鋅原電池原理、飽和氯化鈉溶液、氯化銅溶液、水的電解)2 .了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理.3 .理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施考試熱點(diǎn)1 .原電池的工作原理，電極反應(yīng)及電池反應(yīng)方程式的分析與判斷的考查.2 .電解池的工作原理、電極反應(yīng)、電池反應(yīng)方程式的書寫、電極產(chǎn)物的判斷及結(jié)合兩極電子守恒進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的考查.3 .以化學(xué)電源為背景考查原電池原理.4 .結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)、生活考查金屬的電化學(xué)腐蝕及其危害與防護(hù)新授過程一調(diào)整狀態(tài)二檢查作業(yè)回顧上節(jié)內(nèi)容三新授(

2、談話互動(dòng)啟發(fā))知識(shí)規(guī)律方法1.原電池(1)概念：將轉(zhuǎn)化為的裝置.(2)本質(zhì)：自發(fā)的氧化還原反應(yīng).(3)裝置：以鋅銅原電池為例填表電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子的粒子電子流動(dòng)力向負(fù)極正極(4)構(gòu)成條件：有的電極；有電解質(zhì)溶液；形成閉合回路.思考1在原電池中，離子如何移動(dòng)？2原電池的形成會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率，為什么？例1.判斷下列幾個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置，能形成原電池的是,指出正負(fù)極,寫出電極反()D .氫離子在銅片表面被還原例2(05上海).關(guān)于如右圖所示裝置的敘述，正確的是A.銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B.銅片質(zhì)量逐漸減少C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅例3.飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：2

3、H2+O2=2H2O,電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)保持在較高溫度，使H2O蒸發(fā)，則下列敘述中正確的是()A.此電池能發(fā)出藍(lán)色火焰B.H2為正極，O2為負(fù)極C.工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不斷減小D.電極反應(yīng)的負(fù)極：2H2+4OH-4e=4H2O;正極：O2+2H2O+4e-=4OH例4(11上海)AS29和HNO3有如下反應(yīng)：As2s3+10H+10NO3=2HAsO4+3S+10NO2T+2H2O若生成2molH3ASO4,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池，則NO2應(yīng)該在(填正極”或負(fù)極”)附近逸出。2.原電池正、負(fù)極的判斷方法(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷一般是活動(dòng)性

4、較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。(3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)?？偨Y(jié)：原電池兩極的判斷方法：活潑金屬一發(fā)生氧化反應(yīng)一向外線路提供電子一原電池的負(fù)極；不活潑金屬(或石墨)一發(fā)生還原反應(yīng)一接受外線路提供的電子一原電池的正極。3原電池原理的應(yīng)用(1.)加快氧化還原反應(yīng)速率(2) .比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(3) .設(shè)計(jì)

5、原電池例5利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)原電池，畫出裝置圖，指出正負(fù)極，標(biāo)出電子的流向。若氯化鐵溶液與銅反應(yīng)？規(guī)律考點(diǎn)2金屬的腐蝕與防護(hù)1.金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件一金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)直接接觸不純金屬或,合金跟電解質(zhì)溶液接觸特點(diǎn)無電流產(chǎn)生后電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬失電子變成金屬陽離子而被氧化(Ml-ne-=Mn+)金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程相互關(guān)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更晉遍，危害更嚴(yán)重2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較析氫腐蝕吸氧腐蝕工件金屬在較強(qiáng)的酸性溶液中金屬在中性或酸性很弱的溶液中“極，應(yīng)一，一2+負(fù)極(Fe):Fe-2e

6、-=Fe正極(C):2H+2e-=H2T負(fù)極(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+正極(C):2H2aO2+4e-=4OH-"生情況相對(duì)較少腐蝕速率一般較快非常普遍腐蝕速率一般較慢“系兩種腐蝕常相繼發(fā)生，吸氧腐蝕為主思考1依據(jù)金屬腐蝕的本質(zhì)；設(shè)計(jì)金屬防護(hù)的方法2已知鐵釘燒杯試管和電解質(zhì)溶液；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘?shù)母g是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕？3.金屬的防護(hù)(1)加防護(hù)層，如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。(2)電化學(xué)防護(hù)犧牲負(fù)極的正極保護(hù)原電池原理正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。負(fù)極：比被保護(hù)的金屬活潑的金屬。外加電流的陰極保護(hù)一一電解原理陰極：

7、被保護(hù)的金屬設(shè)備。陽極：惰性電極(3)添加緩蝕劑。例1.右圖表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是Fe2+ 海水 O2 OHFee 7A.B.C.D.該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕正極為C,發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕例2 （09上海）.右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化錢溶正極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-4O+13液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?+C.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2eFeD. a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕， b試管中發(fā)生了析氫腐蝕例3（

8、06上海）.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是（）A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的pH均增大D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢電極反應(yīng)電流方向:陽離子陰離子考點(diǎn)3電解原理1 .電解：使直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì),在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程.電解時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能.2 .電解池（槽）：通過直流電能引起氧化還原反應(yīng),使電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置（1）構(gòu)成條件及電極名稱判斷.電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)冬件申極陽極：接電源正極陰極：接電源負(fù)極外加直流電源（2）電極反應(yīng):陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：發(fā)生還原反應(yīng)電源正

9、極陽極氧化反應(yīng)溶液中陰極離子定向移動(dòng)：陽離子電子流動(dòng)方向與電流相反.陰極還原反應(yīng)負(fù)陽極.(3)電子和離子移動(dòng)方向電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極；從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極思考1.為什么說電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程？2電離和電解有何不同？3電解規(guī)律(1)放電順序(2)用惰性解電極電解電解質(zhì)的溶液(3)活性電極作陽極(4)用惰性解電極電解熔融的離子化合物例1(11上海).用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是A.用銅片連接電源的正極，另一電極用鉗片B.用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片祝你成功直流電源茗C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)

10、物D.用帶火星的木條檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物例2(07上海).某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酗:的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉗片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是A.鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B.鉗片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D.a點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極3、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水電極反應(yīng)：陽極2Cl2e=Cl2T陰極：2H+2e=H2T(2)總反應(yīng)方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2T(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣、氫氣。電鍍銅或電解精煉銅(1)兩極材料：待鍍金屬或精銅做陰極，鍍層金屬或

11、粗銅做陽極。(2)電極反應(yīng)：陽極：Cui2e-=Cu2+陰極：Cu2+2e-=Cu電解冶煉鈉(電解熔融NaCl)電極反應(yīng)：陽極：2Cl-2e-=Cl2T陰極：2Na+2e-=2Na總反應(yīng)方程式：2NaCl=2Na+Cl2T應(yīng)用：冶煉Na、MgAl等活潑金屬。例1.（2011南京調(diào)研）圖兩個(gè)裝置中，液體體積均為200mL,開始工作前電解質(zhì)溶液的濃度均為0.5mol/L,工作一段時(shí)間后，測(cè)得有0.02mol電子通過，若忽略溶液體積的變化，下列敘述正確的是（）A.產(chǎn)生氣體體積:B.中陰極質(zhì)量增加，中正極質(zhì)量減小C.電極反應(yīng)式：中陽極：4O+4e=2H2a02T中負(fù)極：2H+2e=H2TD.溶3的pH

12、變化：減小，增大例2.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使C12被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置,則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是A. a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB. a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC. a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD. a為陰極，b為陽極；HCl例3.某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是A.電解過程中，銅電極上有hk產(chǎn)生、一一、一r一，電解.B.電解初期，主反應(yīng)萬程式為：Cu+HaSQ=CuSO+H4C.電解一定時(shí)間后，石墨電極上無銅析出

13、D.整個(gè)電解過程中，U的濃度不斷增大例4.下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂饃碳鋼網(wǎng)作陰極D.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極例5（11閘北）關(guān)于如右圖所示裝置的敘述中正確的是A.若僅閉合K2,鐵極的電極反應(yīng)式：Fe-2e-Fe2+B.若僅閉合K2,炭極上發(fā)生還原反應(yīng)FeC.若僅閉合K,電子由炭極沿導(dǎo)線流向鐵極D.若僅閉合K,炭極的電極反應(yīng)式：2H2O+O+4ef40H四課堂總結(jié)：關(guān)聯(lián)整合三句一圖思維導(dǎo)圖五默想記憶表達(dá)電極名稱：陰極-電極反應(yīng)式:Cu-'+2e電板反應(yīng)類型;還原反應(yīng)一Cu(l溶

14、液11極名稱：陽極電極反應(yīng)式:2Q-H2f+心電極反應(yīng)類型： 卑化反應(yīng)電廣氧化反應(yīng) 、 Zn-*Zn2+2c- 鋅不斷溶解>陰離F<soi-)移向電解質(zhì)溶液(CuS04)陽離子 (C儼) 移向還原反應(yīng) Cu3+2e*Cu 銅本身不變六鞏固練習(xí)1由銅、鋅片和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pHA.不變B.先變小后變大C.逐漸變大D.逐漸變小2若在銅片上鍍銀時(shí)，下列敘述正確的是將銅片接在電池的正極上，將銀片接在電源的正極上，在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是：Ag+e=Ag,在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是：4OH-4e-=Q+2H2O,需用CuSO溶液，需用AgNO溶液作電解液()A.B.C.D.3:把

15、a、b、c、d四塊金屬片浸人稀酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極，c、d相連時(shí)，電流由d到c;a、c相連時(shí)c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳.a>b>c>dB_a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a4.某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe3+Fe=3Fe2+,能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的有A.正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeC2溶液B.正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C.正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe2(SQ)3溶液D

16、.正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSQ溶液5(11海南).一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為H2+2OH-2e-=2H2QNiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是A. H 2O的還原B. NiO(OH)的還原C. H2的氧化D. NiO(OH)2的氧化pH=4的雨水和生鐵片。6（11虹口）.下圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有生鐵片紅墨水關(guān)解釋合理的是A.生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B.雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C.墨水回升時(shí)，碳極

17、反應(yīng)式為：O+2H20+4e-4OHD.具支試管中溶液pH逐漸減小7 .實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最好的方法是（）。A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與濃硫酸反應(yīng)C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅（含銅、銀）與稀硫酸反應(yīng)8（11奉賢）、研究發(fā)現(xiàn)銅具有獨(dú)特的殺菌功能，能較好地抑制病菌的生長(zhǎng)。工業(yè)上銅冶煉大致可分為：富集：將硫化物礦石進(jìn)行浮選；焙燒，主要反應(yīng)為：2CuFeS+4Q-CubS+3SO+2FeO（爐渣）；制粗銅，在1200c主要的反應(yīng)為：2CWS+3Of2Cu2O+2SQ2C&O+C12Sf6Cu+SOT;電解精煉，在陰極得到精銅。下列說法不正確的是A.上述生產(chǎn)過程中的尾氣可以通入氨水中，生產(chǎn)氮肥

18、8 .電解精煉時(shí)，粗銅應(yīng)與外電源的正極相連C.反應(yīng)2Ci2O+CuS-6CU+SOT中的CuO是氧化劑D.每生產(chǎn)6molCu,理論上需消耗11moiO29、下列事實(shí)不能用原電池的知識(shí)來解釋的是A輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊B鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C鋁片不用特殊方法密閉保存D鋅跟稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量硫酸銅溶液后，反應(yīng)速率加快10、如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中,鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡.小心地從燒杯中央滴入CuSQ溶液A.加熱C.滴加少量CuSQ溶液片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（）A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)變化.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜1

19、1據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù).某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是A.正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OHB.工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+。2=2吐。D.用該電池電解CuC2溶液，產(chǎn)生2.24LC2（標(biāo)準(zhǔn)犬況）時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移12 .等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,如圖表示產(chǎn)生H2的體積（V）與時(shí)間的關(guān)系，其中正確的是（）13 .用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，下列措施不能使反應(yīng)速率加快的是B.

20、不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸D.不用鐵片，改用鐵粉14（11楊浦）.如圖，在置于空氣的容器里盛有NaCl溶液，再放入纏繞銅絲的鐵釘，下列敘述錯(cuò)誤的是A.銅絲上發(fā)生的反應(yīng)為：O2+4e+2H2O-4OH二二二'B.鐵釘上發(fā)生的反應(yīng)為：Fe-3e-Fe3+姿'=、C. NaCl的存在能加快鐵釘?shù)母g速率/D. 一段時(shí)間后鐵釘上出現(xiàn)紅棕色物質(zhì),.15. （14分）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；又Y是兩塊電極板，通小過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：.（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各南聚幾滴酉曲試液，

21、則：電解池中X極上的電極反應(yīng)式為?在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。電解液中向X極方向移動(dòng)的離子是。Y電極上的電極反應(yīng)式為?檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO溶液，則：X電極的材料是,電極反應(yīng)式為。Y電極的材料是,電極反應(yīng)式為溶液中的c(Cu2+)與電解前相比(填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)如利用該裝置實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，電極X上發(fā)生的反應(yīng)為,電解池盛放的電鍍液可以是或(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。16. (1)2H+2e一>H2T有氣體放出，溶液變紅NsT、H2Cl一一Cl2T+2e把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色，說明生成了C122+(2)純銅Cu+2e>Cu粗銅Cu>Cuf+2e變小(3)Zn2+2e->ZnZnCl2ZnSQ(答案不惟一，合理即可)體驗(yàn)高考1. (2011浙江高考10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是鐵的m腐憾區(qū)A.液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B.液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OHC.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的O