苏教版必修二专题2 化学反应与能量转化第三单元 化学能与电能的转化学案设计

电能转化为化学能

班级_______学号_______姓名______________

[学习目标]

1通过电能转化为化学能的实例-----电解和电镀的教学活动，了解电极原理、电解和电镀的重要性；

2、运过实验探究方法，通过氯化铜溶液的电解学习电解原理；

3、渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。

 [课前准备]

          在我们已学过的化学课程里，涉及利用电解反应来制取新物质的例子？

在以上例子中能量如何转变？_______________

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三、电能转化为化学能

（一）化学能转化为电能原理探究

            在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。

1、电解池概念：我们把将______________________的装置称为电解池。

2、电解原理：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

3、电极名称：

阴极：与电源负极相连的电极称为阴极，发生还原反应。

阳极：与电源正极相连的电极称为阳极，发生氧化反应。

        前面提到的电解制得某些物质的实例，认识它们的电极反应：

（1）电解食盐水——氯碱工业

电极反应

     阴极：2H++2e- = H2↑

     阳极：2Cl--2e- = Cl2↑

电解总的化学方程式和离子方程式

化学方程式：2H2O+2NaCl2NaOH+ H2↑+ Cl2↑

离子方程式：2H2O+2Cl-2OH-+ H2↑+ Cl2↑

（2）电解熔融氯化钠

电极反应

     阴极：2Na++2e- =2Na

     阳极：2Cl--2e- = Cl2↑

电解总的化学方程式

      2NaCl(熔融)2Na+ Cl2↑

（3）电解熔融氯化镁

电极反应

     阴极：Mg2++2e- = Mg

     阳极：2Cl--2e- = Cl2↑

电解总的化学方程式

 MgCl2(熔融)Mg+ Cl2↑

（4）电解熔融氧化铝

电极反应

     阴极：4Al3++12e- =4Al

     阳极：6O2--12e- =3O2↑

电解总的化学方程式

 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

5、构成电解池的条件

（1）直流电源

（2）两个电极：与电源正极相连为阳极，与电源负极相连为阴极。

（3）电解质溶液或熔融态能导电的电解质

（二）电解原理的利用

1、铜的电解精炼

阳极（粗铜）：Cu－2e－＝Cu2＋，阴极（纯铜）：Cu2＋＋2e－＝Cu

2、总结：

电解在工业生产上有着广泛的应用。电解___________可以获得铝，电解饱和食盐水可以获得_________________，电解___________可以获得金属镁，通过________，可以使某些器件既美观又耐用。

一、   选择题

1．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（    ）

①原电池正极和电解池阳极所发生的反应  ②原电池正极和电解池阴极所发生的反应  ③原电池负极和电解池阳极所发生的反应   ④原电池负极和电解池阴极所发生的反应

A．①②     B．①④     C．②③     D．③④

2．下列关于电解槽的叙述中不正确的是                                     （    ）

A．与电源正极相连的是电解槽的阴极         B．与电源负极相连的是电解槽的阴极

C．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极 D．在电解槽阳极发生氧化反应

3．下列描述中，符合生产实际的是                                        （    ）

A．工业上利用电解熔融的氧化铝制取金属铝

B．工业上利用电解饱和食盐水制取烧碱

C．电解饱和食盐水可用于制取金属钠

D．工业上利用电解融融的氧化镁制取金属镁

4．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溶液，溶液呈棕色

　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，将电解液全部转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

5．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关的判断正确的是（    ）

A．a为负极、b为正极

B．a为阳极、b为阴极

C．电解过程中，d电极质量增加

D．电解过程中，氯离子浓度不变

6．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电源电极名称和消毒液的主要成分的判断正确的是                           （    ）

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

7．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片，下列叙述正确的是    （    ）

A．正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大     B．电子通过导线由铜片流向锌片

C．正极有O2逸出                       D．铜片上有H2逸出

8．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是    （    ）

A．b电极是正极

  B．总反应方程式为：2H2+O2=2H2O

  C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应

  D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的

绿色电源

9．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸，分别用导线两两连接可以组成原电池。a、b相连时，a 为负极；c、d相连时，电流方向为d c；a、c相连时，c极产生大量气泡； b、d相连时，d极上发生氧化反应。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是      （    ）

A．abcd        B．acdb       C．cabd       D．bdca

10．将等质量的两份锌粉a和b，分别加入两个盛过量的稀硫酸的烧杯中，并向加入a的烧杯中再加入少量CuO粉末。下列各图表示氢气体积V（H2）与反应时间t的关系，其中正确的是                                                           （    ）

          A                B                 C                 D

二、填空题

11．如图所示，已知G 、A分别是海水中含量最多的两种化合物，E是“84”消毒液的主要成分，请回答以下问题

（1）写出C和E的电子式C_____________、E ______________

（2）工业上通常采用电解熔融状态的A来制备时某种单质，写出电解的化学方程式

      ______________________________________________________________________。

（3）写出工业上在电解A 、G 的混合物的化学方程式___________________________，

     如何检验阳极产物？____________________________________________________。

 （4）C和G反应可以生成一种强酸和一种弱酸，其中具有漂白作用的酸是___________，它的结构式为__________________写出上述反应的化学方程式_________________

________________________________________________。

12．已知有关物质的熔、沸点数据如下表所示：

请参考上述数据填空和回答问题：

（1）工业上常用电解熔融．MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁；也不用电解AlCl3的方法生产铝？答_________________________________________________________________

______________________________________________________________________。

（2）氯化铝是____________（填晶体类型），含有的化学键为____________________。

（3）在500 K和1.01×105Pa时，氯化铝的蒸气密度(换算为标准状况时)为11.92 g/I,试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为_______________。

（4）设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是_______________

____________________________________________________________。

参考答案：

11．（1），

12．（1）因为MgO的熔点远高于MgCl2，所以电解熔融的MgO需提供更多的能量、更高的温度，不易于操作。从表中数据可以发现，AlCl3晶体的熔点很低，且沸点比熔点低，易升华，属于分子晶体，不存在离子，熔融时不能导电，不能被电解。

（2）分子晶体

（3）化学式为Al2Cl6

（4）将两种晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电而AlCl3不能导电，故可证明MgCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体。