2022年浙江省高二化学学选考电能的应用知识点与典型例题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 龙文训练学科老师个性化教案老师刘赛华同学姓名上课日期苏教版学科化学年级教材版本学案主题电能与化学能课时数量（全程或详细时间）第（ 2 ）课时授课时段教学目标教学内容原电池与电解池个性化学习问针对孩子的问题设计教学重点、题解决学考挑选题必考题难点化学能与电能的转化原电池：1、概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池2、组成条件：两个活泼性不同的电极 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 某一电极与电解质溶液发生氧化仍原反应原电池的工作原理：通过氧化仍原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能；3、电子流向：外电路：负极导线正极盐桥中阳

2、离子移向正极的电解质溶液；内电路： 盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,电流方向：正极导线负极4、电极反应：以锌铜原电池为例：2（较活泼金属）较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,负极： 氧化 反应：Zn2eZn电极反应式：较活泼金属ne金属阳离子负极现象：负极溶解,负极质量削减；正极： 仍原 反应：2H2eH 2 （较不活泼金属）较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生仍原反应,电极反应式：溶液中阳离子总反应式：Zn+2H+=Zn2+H 25、正、负极的判定：ne单质,正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加；教学过程（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极,非金属为正极；（2）从电子

3、的流淌方向 负极流入正极（3）从电流方向 正极流入负极（4）依据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极（5）依据试验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极 6、原电池电极反应的书写方法：（i）原电池反应所依靠的化学反应原理是氧化仍原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是仍原 反应；因此书写电极反应的方法归纳如下：写出总反应方程式；把总反应依据电子得失情形,分成氧化反应、仍原反应；氧化反应在负极发生,仍原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,留意酸碱介质和水等 参加反应；（ii ）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得；7、原电池的应用： 加快化学反应速率,如粗锌制

4、氢气速率比纯锌制氢气快；比较金属活动性强弱；设计原电池；金属的腐蚀；化学电池：1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一次电池1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二次电池1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池；2、电极反应：铅蓄电池放电：负极（铅） ： Pb SO 4 2- 2e PbSO4正极（氧化铅） ： PbO2

5、4H+ SO 4 2- 2e PbSO4 2H2O 充电：阴极：PbSO4 2H2O2e PbO24H+ SO 4 2-2PbSO4 2H2O 阳极：PbSO42e Pb SO 4 2-放电两式可以写成一个可逆反应：PbO2Pb 2H2SO4充电目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可依据燃烧反应写出 总的电池反应,但不注明反应的条件；,负极发生氧化反应,正极发生仍原反应,不过要留意一般电解 质溶液要参加电极反

6、应；以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性；当电解质溶液呈酸性时：负极： 2H24e=4H+ 正极： 24 e 4H+ =2H 2O 当电解质溶液呈碱性时：负极：2H24OH4e 4H2O正极： 2 2H2O4 e 4OH燃料和氧气氧化剂另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH 溶液作电极, 又在两极上分别通甲烷；电极反应式为：负极： CH 410OH8e7H 2O；正极： 4H2O2O28e-8OH-；电池总反应式为：CH 42O22KOH K 2CO 33H 2O 3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低 四、废弃电池的处理：回收利用 电解池 : 一、电解原理

7、1、电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解：电流 外加直流电 通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化仍原反应被动的不是自发的的过程3、放电：当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化仍原反应的过程 4、电子流向：（电源）负极（电解池）阴极（离子定向运动）电解质溶液（电解池）阳极（电源）正极5、电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极,发生仍原反应6、电解 CuCl 2溶液的电极反应：阳极：2Cl- -2e-=Cl 2 氧化 阴极：Cu 2+2e-=Cu 仍原 总反应式：CuCl 2 =Cu+Cl 2 7、电解本质：电解质溶液的导电过

8、程,就是电解质溶液的电解过程名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 规律总结：电解反应离子方程式书写：放电次序：阳离子放电次序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+指酸电离的 Pb 2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+- 阴离子的放电次序F-SO3 2-/MnO 4-OH是惰性电极时：S 2-I-Br-Cl-OH-NO 3-SO4 2-等含氧酸根离子是活性电极时：电极本身溶解放电 留意先要看电极材料,是惰性电极仍是活性电极,如阳极材料为活性电极（Fe、 Cu等金属,就阳极反 应为电极材料失去电子,变成

9、离子进入溶液；如为惰性材料,就依据阴阳离子的放电次序,依据阳氧 阴仍的规律来书写电极反应式；电解质水溶液点解产物的规律类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度 pH 电 解 质 溶液复原分解电解质电解质电离出的阴HCl电解质减小增大HCl 型阳离子分别在两极放CuCl2电解质和水生成新电解-CuCl2电放 H2生成碱NaClHCl增大阴极：水放H2 生碱型阳极：电解质阴离子放质电放阴极：电解质阳离子放解质和水电生减小氧化铜氧生酸型电CuSO 4成新电解质电阳极：水放O2生酸水增大增大水阴 极 ： 4H+ + NaOH解水型4e- = 2H2 H2SO4减小阳极： 4OH- - 4e- = O2

10、+ 2H2O Na2SO4不变上述四种类型电解质分类：（1）电解水型：含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐（2）电解电解质型：无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（1）、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法（2）、电极、电解质溶液的挑选：阳极：镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M ne = M n+阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne = M 电解质溶液：含有镀层金属离子的

11、溶液做电镀液 镀铜反应原理阳极 纯铜 ：Cu-2e-=Cu2+,阴极 镀件 ：Cu2+2e-=Cu,电解液：可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液（3）、电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜；阴极：纯铜电解质溶液：硫酸铜3、电冶金名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）、电冶金：使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中仍原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝（2）、电解氯化钠：通电前,氯化钠高温下熔融：NaCl = Na + + Cl 2e = Cl 2通直流电后：阳极：2Na+ + 2e = 2Na 阴极： 2Cl规

12、律总结：原电池、电解池、电镀池的判定规律（1）如无外接电源,又具备组成原电池的三个条件；有活泼性不同的两个电极；两极用导线相互 连接成直接插入连通的电解质溶液里；较活泼金属与电解质溶液能发生氧化仍原反应（有时是与水 电离产生的 H+ 作用）,只要同时具备这三个条件即为原电池；（2）如有外接电源,两极插入电解质溶液中,就可能是电解池或电镀池；当阴极为金属,阳极亦为金 属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,就为电镀池；（3）如多个单池相互串联,又有外接电源时,就与电源相连接的装置为电解池成电镀池；如无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极）池；,有关装置为原电池,其余为电镀池

13、或电解原电池,电解池,电镀池的比较性质 类别 原电池 电解池 电镀池定义 将化学能转变成电 将电能转变成化学能的 应用电解原理在某些金属（装置特点）能的装置 装置 表面镀上一侧层其他金属反应特点 自发反应 非自发反应 非自发反应装置特点 无电源,两级材料 有电源,两级材料可同 有电源不同 可不同形成条件 活动性不同的两极 两电极连接直流电源 1 镀层金属接电源正极,待电解质溶液 两电极插入电解质溶液 镀金属接负极；2 电镀液必形成闭合回路 形成闭合回路 须含有镀层金属的离子电极名称 负极：较活泼金属 阳极：与电源正极相连 名称同电解, 但有限制条件正极：较不活泼金 阳极：必需是镀层金属属（能导

14、电非金属）阴极：与电源负极相连 阴极：镀件电极反应 负极：氧化反应,阳极：氧化反应,溶液金属失去电子 中的阴离子失去电子,阳极：金属电极失去电子正极：仍原反应,或电极金属失电子溶液中的阳离子的 阴极：仍原反应,溶液 阴极： 电镀液中阳离子得到电子或者氧气得电 中的阳离子得到电子 电子子（吸氧腐蚀）电子流向负极正极电源负极阴极同电解池电源正极阳极溶液中带电粒子阳离子向正极移动阳离子向阴极移动同电解池的移动阴离子向负极移动阴离子向阳极移动联系在两极上都发生氧化反应和仍原反应原电池与电解池的极的得失电子联系图：阳极 失 e- 正极（得）e-负极（失）e-阴极（得）金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化

15、学腐蚀（1）金属腐蚀内容：（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程（3）金属腐蚀的分类：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 化学腐蚀金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应；比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀；化学腐蚀与电化腐蚀的比较电化腐蚀 化学腐蚀条件 不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与非电解质直接接触现象 有柔弱的电流产生 无电流产生本质 较活泼的金属被氧化的过程 金属被氧化的过程关系 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时

16、发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严峻（4）、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出条件：潮湿空气中形成的水膜 ,酸性较强（水膜中溶解有 CO2、SO2、H 2S 等气体）电极反应：负极 : Fe 2e- = Fe 2+ 正极 : 2H + + 2e- = H2 总式： Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2 吸氧腐蚀反应过程吸取氧气条件：中性或弱酸性溶液电极反应：负极 : 2Fe 4e- = 2Fe2+ 正极 : O2+4e- +2H 2O = 4OH- 总式： 2Fe + O2 +2H 2O =2 FeOH 2生成的离子方程式： Fe 2+ + 2OH- = FeOH 2

17、 FeOH 2 被空气中的O2 氧化,生成FeOH 3 , FeOH 2 + O2 + 2H 2O = 4FeOH 3FeOH 3脱去一部分水就生成 规律总结：Fe2O3 x H 2O（铁锈主要成分）金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的次序如下：外接电源的阴极爱护法牺牲负极的正极爱护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀 金属的电化学防护 1、利用原电池原理进行金属的电化学防护（1）、牺牲阳极的阴极爱护法 原理：原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化 应用：在被爱护的钢铁设备上装上如干锌

18、块,腐蚀锌块爱护钢铁设备 负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被爱护（2）、外加电流的阴极爱护法 原理：通电,使钢铁设备上积存大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被 腐蚀 应用：把被爱护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为帮助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直 流电源；通电后电子大量在钢铁设备上积存,抑制了钢铁失去电子的反应；2、转变金属结构：把金属制成防腐的合金 3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用1、能源的分类：名师归纳总结 形成条件利用历史性质第 5 页,共 6 页常规能源可再生资源水能、风能、生物质能一次能

19、源不行再生资源煤、石油、自然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气不行再生资源核能二次能源（一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等2、太阳能的利用方式：光能化学能光能热能光能电能- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3、生物质能的利用生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量；生物质能源是一种抱负的可再生能源,其具有以下特点：可再生性低污染性广泛的分布性生物质能的利用方式： 直接燃烧缺点 :生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在 2040之间；（C6H 10O5

20、n +6n O 2 6n CO 2 +5n H 2O 用含糖类、淀粉（C6H10O5 ） n 较多的农作物（如玉米、高粱）为原料,制取乙醇； 生物化学转换 热化学转换氢能的开发与利用氢能的特点：、是自然界存在最普遍的元素、发热值高、氢燃烧性能好,点燃快、氢本身无毒、氢能利用形式、抱负的清洁能源之一课堂练习 另附课后作业 另附本节课教学方案完成情形：照常完成提前完成 延后完成 _ 同学的接受程度： 5 4 3 2 1 _ 同学的课堂表现：很积极比较积极 一般积极 不积极 _ 同学上次作业完成情形：优良 中差存在问题 _ 学管师 （ 班主任） _ 同学成长记录备注签字同学班主任审批教学主任审批名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页