高一化學(xué)學(xué)案：專題2第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第2課時(shí)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第2課時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、電解原理初探活動(dòng)與探究1以學(xué)習(xí)小組為單位完成實(shí)驗(yàn)，并觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【探究過(guò)程】①將兩根碳棒分別插進(jìn)U形管內(nèi)的CuCl2溶液中(稍候，若碳棒表面無(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可取出碳棒繼續(xù)下一步操作）；②將兩根碳棒用導(dǎo)線連接后，浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中（稍候，若碳棒表面無(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可取出碳棒繼續(xù)下一步操作)；③將兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極相連接，浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中，再接通直流電?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】陰極：碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì).陽(yáng)極:生成黃綠色有刺激性氣味能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體?！締?wèn)題提出】結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：(1)CuCl2溶液中通電前離子如何運(yùn)動(dòng)？（2)通電后離子如何運(yùn)動(dòng)？（3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識(shí)分析推斷兩極生成物的名稱.思考與交流電解與電離有何區(qū)別？1．電解池（1）特點(diǎn)：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（2)形成條件：①與電源相連的兩個(gè)電極②電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))③形成閉合回路2．電解原理（1)陰、陽(yáng)極的判斷及反應(yīng)原理與電源正極相連↓陰離子移向→陽(yáng)極←發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)離子移向→陰極←發(fā)生還原反應(yīng)↑與電源負(fù)極相連以電解CuCl2溶液為例，可圖示如下:總反應(yīng)：Cu2＋＋2Cl－eq\o(=，\s\up7(通電))Cu＋Cl2↑（2)電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷①陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極（金屬活動(dòng)性順序Ag以前)，則電極材料失電子，電極被溶解,溶液中的陰離子不能失電子.如果是惰性電極(Pt、Au、石墨），則要再看溶液中離子的失電子能力。此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。陰離子放電順序:S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－。②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷,陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋.二、原電池和電解池的比較和判斷活動(dòng)與探究2甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒(如圖)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）若兩池中均盛放CuSO4溶液,反應(yīng)一段時(shí)間后：①有紅色物質(zhì)析出的是：甲池中的______棒；乙池中的______棒.②在乙池中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是______________________________________________。(2）若兩池中均盛放飽和NaCl溶液：①寫(xiě)出乙池中總反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________.②將濕潤(rùn)的KI－淀粉試紙放在乙池附近,發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán),待一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去.這是因?yàn)檫^(guò)量的Cl2將生成的I2氧化。若反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________。思考與交流如何從本質(zhì)上判斷原電池和電解池？原電池和電解池的比較和判斷1．原電池和電解池的區(qū)別和聯(lián)系內(nèi)容原電池電解池裝置圖定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置形成條件①活動(dòng)性不同的兩電極（連接）;②電解質(zhì)溶液（電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)）；③形成閉合回路①兩電極接直流電源；②兩電極插入電解質(zhì)溶液中；③形成閉合回路兩電極規(guī)定及反應(yīng)負(fù)極：較活潑金屬，發(fā)生氧化反應(yīng);正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬），發(fā)生還原反應(yīng)陰極：與電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng).陽(yáng)極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)電子流向負(fù)極→導(dǎo)線→正極負(fù)極→陰極→陽(yáng)離子陰離子→陽(yáng)極→正極2．原電池、電解池的判定（1)若無(wú)外接電源，可能是原電池,然后根據(jù)原電池的形成條件判定.（2）若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中，則是電解池。（3)若是多個(gè)裝置串聯(lián)且無(wú)外加電源，則一般情況下電極金屬性相差最大的為原電池。答案：【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：答案：(1）在CuCl2溶液中，通電前溶液中的Cu2＋、Cl－等做無(wú)規(guī)則的自由運(yùn)動(dòng)。(2)接通直流電源以后,Cl－和OH－向陽(yáng)極移動(dòng)，Cu2＋和H＋向陰極移動(dòng)；溶液中的離子發(fā)生定向移動(dòng),形成電流。（3)溶液中存在Cu2＋、Cl－、OH－和H＋，而在陰極上析出一層紅色物質(zhì)，說(shuō)明是Cu；陽(yáng)極生成的黃綠色有刺激性氣味能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體應(yīng)該是Cl2。解析：通電后，在電場(chǎng)的作用下，帶負(fù)電的Cl－移向陽(yáng)極,并失去電子被氧化成氯原子，進(jìn)而結(jié)合成Cl2,電極反應(yīng)式:2Cl－－2e－=Cl2↑；帶正電的Cu2＋移向陰極，并得到電子被還原成銅,電極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu，生成的銅覆蓋在陰極上。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電過(guò)程中有新物質(zhì)產(chǎn)生，發(fā)生了化學(xué)變化.通過(guò)上述裝置實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程.思考與交流：答案:電離是電解質(zhì)溶于水或熔融狀態(tài)下離解成自由移動(dòng)離子的過(guò)程。電解是在電流作用下，電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上?；顒?dòng)與探究2:答案：(1)①碳鐵②4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(2）①2Cl－＋2H2Oeq\o（=,\s\up7(通電）)H2↑＋Cl2↑＋2OH－②5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O=10HCl＋2HIO3解析：（1)銅析出的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，故應(yīng)為原電池的正極反應(yīng)或電解池的陰極反應(yīng)。甲為原電池，F(xiàn)e比C活潑，F(xiàn)e為負(fù)極，C為正極;乙為電解池，由電子的流向，可判斷Fe為陰極，C為陽(yáng)極；故有紅色物質(zhì)析出的是：甲池中的碳棒；乙池中的鐵棒。乙池中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。（2)乙為電解池，C為陽(yáng)極,為惰性電極，電解質(zhì)溶液為飽和NaCl溶液，則該電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o（=，\s\up7(通電））H2↑＋Cl2↑＋2OH－;Cl2為氧化劑，其產(chǎn)物為HCl，則5molCl2完全反應(yīng)得到10mol電子，I2被氧化，假設(shè)其產(chǎn)物中的碘元素價(jià)態(tài)為m，則由