化学能与电能的转化+课件(苏教版选修4)

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1、化学能与电能的转化1.工业上通常对比较活泼的金属的冶炼是通过电解其熔融盐的方法，如钠的制取就是通过电解熔融氯化钠，镁的制取是通过电解熔融氯化镁，而铝的制取是通过电解熔融氧化铝，讨论写出用石墨电极电解熔融氧化铝的电极反应及总的电解反应。提示：阳极：6O2--12e-====3O2↑阴极：4Al3++12e-====4Al电解反应：2Al2O34Al+3O2↑通电====2.结合教材P19“活动与探究”中的实验，请讨论回答以下问题。(1)CuCl2溶液中存在哪些离子？通电后这些离子怎样运动？提示：CuCl2电离成Cu2+和Cl-，H2O发生微弱的电离，生成H+和OH-。通电前这些离子无规则运动，

2、通电后，在电场作用下，Cu2+、H+向阴极移动，Cl-、OH-向阳极移动。(2)电解过程中，电子的移动方向怎样，两电极上各发生什么反应？提示：电解时，电子从电源负极通过导线流向电解池的阴极，在阴极上Cu2+发生还原反应，在阳极上Cl-发生氧化反应，电子通过导线流向电源正极。(3)写出两电极的电极反应式，预测两电极的现象。提示：阴极：Cu2++2e-====Cu，碳棒上有红色物质析出，阳极：2Cl--2e-====Cl2↑，碳棒上有气泡生成。3.结合电解CuCl2溶液的反应，推测溶液中有多种离子时，常见的阴、阳离子的放电顺序。提示：阴离子在阳极放电被氧化，按还原能力的强弱常见阴离子的放电顺序是

3、I->Br->Cl->OH->含氧酸根，阳离子在阴极放电被还原，按氧化能力的强弱常见阳离子的放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(H+浓度较大时)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H+浓度较小时)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。4.请思考将电解CuCl2溶液装置的阳极材料换成铜棒，阴极材料换成铁棒，则两极将会发生什么反应？提示：因为金属铜的还原性比Cl-强，故用铜棒作阳极时，铜被氧化，生成Cu2+。阴极上仍然是Cu2+被还原，铁不参与反应。现象是阳极铜棒被腐蚀，阴极铁棒上有铜析出。5.请讨论如何检验用惰性电极电解CuCl2溶液时阳极上的产物？提示：

4、用惰性电极电解CuCl2溶液时阳极上的产物是Cl2，通常将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明有Cl2产生。【典例1】如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4的电解池，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸性-红色，碱性-黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号)______；①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；③A管溶液不变色；④B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：______________。(3)写出B管中发生反应的反应式：______________。(4)检验a

5、管中气体的方法是____________。(5)检验b管中气体的方法是____________。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_______________________。【思路点拨】(1)由图判断该装置为电解池。(2)根据阴、阳离子的放电顺序，判断A、B两极分别为H+和OH-放电，进一步确定溶液的酸碱性。(3)掌握气体的检验方法。【自主解答】①由装置图可知A为电解池的阴极，电极反应为:4H++4e-====2H2↑；B为电解池的阳极，电极反应为：4OH--4e-====2H2O+O2↑。根据放电情况可知A极由于H+放电附近显碱性，指示剂应显黄色，同时还会

6、发生反应:Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓；B极由于OH-放电附近显酸性，指示剂仍显本身的颜色红色。②在检验H2时利用其可燃性，检验O2时利用其能使带火星的木条复燃进行检验。③由于该电解池实质是电解水，所以将电解液倒入烧杯后，整个溶液呈中性，故指示剂呈红色，Mg(OH)2沉淀会消失(或大部分溶解)。答案：(1)①④(2)2H++2e-====H2↑，Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓(3)4OH--4e-====2H2O+O2↑(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带火星的木条伸入试管内会复燃

7、(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)1.饱和食盐水为何需要精制？提示：①粗盐的成分：粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。②杂质的危害：Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子在碱性环境中会产生沉淀，损坏离子交换膜，此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。2.请思考工业上电解饱和食盐水时常用阳离子交换膜将阳极区和阴极区隔开，使得阴极区的OH-不能