鲁科版高中化学选修四课件：第1章 1.2第2课时 电解原理的应用

1 第1课时 原电池的工作原理、化学电源

知能演练 轻松闯关[学生用书单独成册]

[基础温故]

1．下列有关电池的说法不正确的是( )

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

解析：选B。锂离子电池可以充电后再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质是把化学能转化成电能，C项正确；锌锰干电池中，Zn失去电子生成Zn2＋，故做为负极，D项正确。

2．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(

)

A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋

B．一段时间后铜片增重，盐桥中K＋移向CuSO4溶液

C．电子从铜片经导线流向锌片

D．电池工作时Zn2＋和Cu2＋的浓度保持不变

解析：选B。在铜锌原电池中，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，所以铜片增重，盐桥中K＋移向CuSO4溶液，电子由锌片经导线流向铜片，故A、C错误，B正确；由电极反应知，电池工作时，c(Zn2＋)增大，c(Cu2＋)减小，故D错误。

3．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是( )

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

解析：选C。选项A中Zn­Mn干电池做负极的是Zn，石墨做电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不是把热能直接转化为电能；选项D中太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅，它的能量转化率高。

4．根据图示，下列判断中正确的是(

)

A．烧杯a中的溶液pH升高

1 第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算

学习目标：1.掌握热化学方程式的书写。(重点)2.理解盖斯定律的内容。3.能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。(难点)

[自 主 预 习·探 新 知]

一、热化学方程式

1．概念

把一个化学反应中的

和

同时表示出来的式子。

2．意义

热化学方程式不仅表明了 ，还表示了 。

3．实例

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa的条件下， C(s)和 H2O(g)完全反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时 的热量为131.1 kJ。

微点拨：热化学方程式中物质的系数仅表示物质的量，因此可以是整数或分数，而普通的化学方程式中物质的系数只能是整数。

二、反应焓变的计算

1．盖斯定律

(1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应 都是一样的。

(2)盖斯定律的特点：

①化学反应的焓变只与反应的 有关，与反应的途径无关。

②反应焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。

则有ΔH＝ ＝ 。

微点拨：化学反应的焓变与反应的过程、条件无关。

2．盖斯定律的应用

(1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。

(2)方法——“叠加法”

①原理：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。

②步骤 2

微点拨：“叠加法”思维流程：

找目标→看来源→变方向→调系数→相叠加→得答案。

[基础自测]

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)

第2课时 电解原理的应用

[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。2.证据推理与模型认知：建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。

一、电解原理的应用

1．电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气

(1)实验装置

(2)实验现象

①阳极上有黄绿色有刺激性气味的气体产生，并能使湿润的碘化钾­淀粉试纸变蓝色。

②阴极上有无色气体产生，阴极附近溶液变红色。

(3)原理分析

①通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。

②通电后，Na＋、H＋移向阴极，Cl－、OH－移向阳极。

阳极：离子放电顺序为Cl－>OH－，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；

阴极：离子放电顺序为H＋>Na＋，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

因H＋放电，导致水的电离平衡向右移动，故阴极区生成NaOH。

(4)电解的总反应式

化学方程式：2NaCl＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；

离子方程式：2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－。

2．铜的电解精炼

(1)装置

粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，常用电解的方法进行精炼。装置如下：

(2)电极反应式

阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋。

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。

(3)电解精炼的结果

粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe、Ni等失去电子形成的阳离子残留在溶液中，比铜不活泼的金属Ag、Au、Pt以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，阴极上得到纯铜。

3．电镀

(1)电镀铜装置及分析

①电极反应式

阳极：Cu－2e－===Cu2＋；

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。

②可观察到的现象是铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解。

鲁教版高中化学选修四化学反应原理第一章化学反应和能量转化第二节《电能转化为化学能——电解》

- 1 - / 13 第2节 电能转化为化学能——电解

知识与能力：

通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极；

通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值；

通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献；

通过活动探究，提高学生的实验能力和分析能力；

从能量的角度理解化学科学的重要性。

过程与方法：

采用问题驱动的方法，经联想质疑中熟知的反应切入提出问题，将学生引入本节学习；以已知离子在电场中的定向移动为起点，从而分析具体反应中阴阳离子的移向，在渐进的学习中明白电解、电解池，并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中，要让学生明白规律是有条件限制的。

情感、态度与价值观：

进一步体会化学的魅力，激发对学习的兴趣；了解方法的重要意义，明白将来实现的重要价值。

教学重点：电解原理、电极反应

教学难点：阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式

课时安排：共5课时（新课3课时，复习练习2课时）

教学过程：

（第一课时）

【联想•质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：

2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1 如果要真个反应反方向进行，则需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。

【学生】电能。

【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？

【学生】电能转化为化学能

【教师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理

【板书】一、电解的原理

【阅读交流】

1）、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？