电能转化为化学能
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由电能转化为化学能的例子
电能转化为化学能的例子有:电解池,如氯碱工业、精炼金属、电镀等。
电动车在充电过程中,也是将电能转变为化学能储存在蓄电池中。
利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流。
电能也可转换成其他所需能量形式,如热能、光能、动能等等。
电能可以靠有线或无线的形式,作远距离的传输。
三、电能单位电能的单位是“度”,它的学名叫作千瓦时,符号kw·h。
在物理学中,更常用的能量单位(也就是主单位,有时也叫国际单位)是焦耳,简称焦,符号是J。
电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫电功)。
分为直流电能、交流电能,这两种电能均可相互转换。
电能,是指电以各种形式做功(即产生能量)的能力。
电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。
化学能主要作用:各种物质都储存有化学能。
不同的物质不仅组成不同、结构不同,所包含的化学能有不同。
在化学反应中,既有化学物中化学键的断裂,又有生成物中化学键的形成。
那么,一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量于生成物的总能量的相对大小。
1。
《电能转化为化学能—电解》电解原理揭秘在我们的日常生活和工业生产中,电能与化学能之间的相互转化扮演着至关重要的角色。
其中,电解作为一种将电能转化为化学能的重要手段,具有广泛的应用和深刻的原理。
让我们先来了解一下什么是电解。
简单来说,电解就是在直流电的作用下,使电解质溶液或熔融电解质中的离子发生定向移动,并在电极上发生氧化还原反应的过程。
这个过程中,电能被转化为化学能,从而实现物质的合成、分解或者提纯。
为了更深入地理解电解原理,我们需要先认识电解质。
电解质是在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物。
它们在溶液中或熔融状态下能够解离成自由移动的离子,这些离子在电场的作用下会定向移动。
当我们将两个电极插入电解质溶液中,并接通直流电源时,就形成了一个电解池。
电解池中与电源正极相连的电极称为阳极,与电源负极相连的电极称为阴极。
在阳极上,发生氧化反应,即失去电子的反应;在阴极上,则发生还原反应,即得到电子的反应。
以电解氯化铜溶液为例。
氯化铜在水溶液中会解离成铜离子(Cu²⁺)和氯离子(Cl⁻)。
当接通电源后,在阴极上,铜离子得到电子被还原为铜单质,反应式为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu。
而在阳极上,氯离子失去电子被氧化为氯气,反应式为:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑。
在电解过程中,离子的迁移和放电顺序是有一定规律的。
一般来说,在阴极上,金属离子的放电顺序与金属活动性顺序相反。
也就是说,越不活泼的金属离子越容易先得到电子被还原。
而在阳极上,通常是阴离子的放电顺序为:S²⁻> I⁻> Br⁻> Cl⁻> OH⁻>含氧酸根离子。
电解的应用非常广泛。
在工业上,电解可以用于金属的冶炼,如电解熔融的氯化钠制取金属钠,电解氧化铝制取金属铝等。
此外,电解还可以用于电镀,通过在阴极上沉积金属,从而在物体表面形成一层均匀、致密的金属镀层,起到保护和装饰的作用。
在化学研究中,电解也有着重要的意义。
通过电解实验,我们可以研究物质的氧化还原性质,探究化学反应的机理等。
《电能转化为化学能——电解》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“电能转化为化学能——电解”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电能转化为化学能——电解”这一内容是人教版高中化学选修 4《化学反应原理》中的重要组成部分。
它是在学生已经学习了氧化还原反应、原电池等知识的基础上,进一步深入探讨化学能与电能之间的相互转化。
通过对电解原理的学习,不仅可以帮助学生深化对电化学知识的理解,还能为后续学习金属的腐蚀与防护等内容奠定基础。
本节课的教材内容主要包括电解的概念、电解池的构成条件、电解原理以及电解的应用等。
教材通过实验探究和理论分析相结合的方式,引导学生逐步理解电解的本质和规律。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了氧化还原反应的基本概念和原电池的工作原理,具备了一定的化学知识基础和分析问题的能力。
然而,对于电解这一较为抽象的概念和原理,学生可能会感到理解困难。
此外,学生在实验操作和数据处理方面的能力还有待提高。
1、知识与技能目标(1)理解电解的概念,掌握电解池的构成条件。
(2)理解电解原理,能够正确书写电解池的电极反应式和总反应式。
(3)了解电解在工业生产中的应用。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
(2)通过对电解原理的分析,培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创新精神和实践能力。
(2)培养学生的环保意识和可持续发展观念。
四、教学重难点1、教学重点(1)电解池的构成条件和工作原理。
(2)电极反应式和总反应式的书写。
(1)电解原理的理解。
(2)离子在电解池中的放电顺序。
五、教法与学法1、教法(1)实验探究法:通过实验让学生直观地感受电解的现象,从而引导学生思考和探究电解的原理。
电能转化为化学能——电解课标解读要点网络了解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。
电解原理及其规律1.电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
注意:电解与电离的区别①电解需通电才能进行而电离不需通电就能进行。
②电解是化学变化;而电离是在水中或熔融状态下断键离解为离子,属于物理变化。
2.电解池及其工作原理(1)概念:电解池是将电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件①有与外接直流电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)(4)电解池中电子和离子的移动 ①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。
电子不能通过电解质溶液。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
③电流:从电源的正极流出,流入阳极,再通过电解质溶液流入阴极,最后流向负极,形成闭合回路。
3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序为――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+、Sn 2+、Pb 2+、H +、Cu 2+、Fe 3+、Ag +放电由难到易(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,生成金属阳离子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为――――――――――――――――――――――――――――――――→S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO -3、SO 2-4、CO 2-3)、F -放电由易到难注意:①放电指的是电极上的得、失电子。
②活性电极指的是除去Au 、Pt 以外的金属,惰性电极指的是Pt 、Au 、C 电极,不参与电极反应。
③阴极材料若为金属电极,一般是增强导电性但不参与反应。
将电能转化为化学能的例子
1. 电池充电呀,这可是个超常见的将电能转化为化学能的例子!就像手机电池,你给它插上充电器,电就一点点存进去了,这不就是把电能变成了电池里可以储存的化学能嘛!哇塞,是不是很神奇?
2. 电解水制氢气,这也很厉害呢!通过电能把水分解成氢气和氧气,这过程不就像是一个魔法么,电能神奇地把水变了样,转化成了充满能量的化学物质,太酷了吧!
3. 电镀啊,比如给一些金属物品镀上一层其他金属。
电能让那些金属离子乖乖地附着在物品表面,形成好看又实用的镀层,这简直就是电能在大显神通,把能量转化为实实在在的化学变化呀!你说有趣不有趣?
4. 电动汽车的电池,那可是关键呀!在路上跑的时候消耗电能,停下来充电又把电能转化为化学能储存起来,这不就跟我们人吃东西储存能量一样嘛,只不过它储存的是化学能呢!
5. 铅酸蓄电池呀,好多设备都要用它。
电进去后被转化成能长期保存的化学能,等到需要的时候又能释放出来,这多像一个能量宝库呀,电能就是打开宝库的钥匙!
6. 电解食盐水生产氯气和烧碱,这也是电能的杰作呢!看着电能把普通的食盐水变得如此不同,转化出各种有用的化学物质,真的会让人惊叹不已呀!
7. 镍镉电池也是个典型呀!它能把电能好好地收藏起来变成化学能,随时准备为我们服务呢。
就像一个忠诚的小伙伴,默默地把电能转化好等待我们的召唤,是不是挺棒呀?
总之,将电能转化为化学能的例子就在我们身边,给我们的生活带来了很多便利和惊喜呢!。
课题: 第1章化学反应与能量变化第2节电能转化为化学能─电解 (第1课时)【学习目标】通过对熔融氯化钠电解体系的分析,掌握电解、电解池的概念,清晰的建立起电极反应的概念,并能正确判断阴极和阳极。
【学习重点】电解原理【学习难点】阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。
预习案一、预习问题设置⒈电解池的含义将转化为的装置被称为电解池。
⒉电解过程中的能量变化在电解过程中,电源向反应体系提供能,电能转化为能而“储存”在反应物中。
3.电解池的电极:按照电化学规定,电解池中的两个电极是极、极,发生的电极叫做阳极(阳极与电源的相连);发生的电极叫做阴极(阴极与电源的极相连)。
4.构成电解池的条件(1)(2)(3)二、预习自测下列说法正确的是 ( )①电解是把电能转变成化学能;②电解是化学能转变成电能;③电解质溶液导电是化学变化;④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生;探究案一、电解的原理【交流·研讨】电解熔融NaCl制备金属Na。
下图为电解熔融NaCl的装置,容器中盛有熔融的NaCl,两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料,且石墨,铁片分别与电源的正极、负极相连。
思考:1.熔融的NaCl中存在的微粒是什么?它们处于怎样的状态?2.接通电源后,这些微粒如何运动?会发生什么变化?3.若在导线上接一个小灯泡,会出现什么现象?4.移动到电极表面的Cl-、Na+将发生什么变化?总反应的化学方程式为总结出如下概念:电解:2.电解池(1)电解池的够成:(2)电解池电极的确定:阳极:发生反应,与电源相连;阴极:发生反应,与电源相连。
说明:1.惰性电极:用石墨、金、铂等材料做的电极,一般通电条件下不发生反应;2.活性电极:用铁、锌、铜等还原性较强金属做的电极,活性电极作阳极时,优先发生氧化反应。
(3)电极反应和电极反应式:电极反应:电极反应式:小结:画出电解熔融氯化钠的电解池装置图,指出电极、标出导线中电子的定向移动方向和熔融氯化钠中离子的定向移动方向、写出电极反应式和总反应方程式。
学案20 电能转化为化学能——电解课程标准与考试说明:【考纲知识梳理】学习目标一、 电解原理1、概念:在 作用下,电解质在两个电极上分别发生 和 的过程2、能量转化关系: 能转化为 能3、电解池构成条件:①有与 相连的两个电极② 溶液(或 电解质) ③形成4、电解池的工作原理:电子流向:从电源 极流向电解池 极;工作原理 从电解池 极流向电源 极 电流流向:5、电极产物的判断 (1)阳极产物判断:①首先看 ,如果是 电极(指金属活动顺序表Ag 以前的金属电极),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
②如果是 电极(Pt 、Au 、石墨),则要再看溶液中的阴离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序加以判断。
(以常见的OH -、I -、S 2-、Br -、Cl -排序)阴离子放电顺序: >含氧酸根⑵阴极产物的判断: 直接根据阳离子放电顺序(得电子能力强弱顺序)进行判断阳离子放电顺序:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +金属阳离子(Fe 3+除外)放电则得到相应金属单质,若H +放电则得到学习目标二、电解原理应用 1、氯碱工业—反应原理阳极: 阴极: 阴极产物: 总反应: 2、如电解精炼铜(杂质为铁、锌、金、银)作阳极,电极反应 作阴极,电极反应电解质溶液 阳极泥成分:含有 等贵重金属 溶液中各离子浓度变化:阴离子浓度 ,铜离子浓度3、电镀电镀原理:(以在锌片上镀铜为例画出装置图) 阳极: 阴极:[总结]电镀是一种特殊的电解,要求 作阳极, 作阴极, 含 离子的溶液作电解质溶液,电镀时电解质溶液的浓度 。
学习目标三、电解类型:电解各类电解质溶液(惰性电极)的情况归纳见下表:四、随堂检测1、用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( ) A 、电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH 不变B 、电解稀NaOH 溶液,要消耗OH -,故溶液pH 减小C 、电解Na 2SO 4溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D 、电解CuCl 2溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1 2、下列叙述不正确的是A .电解时,在阴极上发生还原反应B .电镀时,阳极材料发生氧化反应C .电解饱和食盐水时,阴极区产物为氢氧化钠溶液和氢气D .原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极3、甲、乙两个电解池均以Pt 为电极且互相串联。
甲池盛有AgNO 3溶液,乙池盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池阴极质量增加2.16g ,乙池电极析出0.64g 金属,则乙池中溶质可能是( )(相对原子质量:Cu —64 Mg —24 Al —27 Na —23)A 、CuSO 4B 、MgSO 4C 、Al(NO 3)2D 、Na 2SO 44、用惰性电极电解下列溶液(溶质足量),一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是:A 、CuCl 2(CuO );B 、NaOH (NaOH );C 、NaCl (HCl );D 、CuSO 4[Cu (OH )2] 5、下列有关电解池的说法不正确的是( )A. 电解池是把电能转化为化学能的装置。
B. 电解池中阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动。
C. 电解池中与电源正极相连的一极是阳极,发生氧化反应D. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程 6、图中X 、Y 分别是直流电源的两极,通电后发现 a 极板质量增加, b 极板处有无色无味的气体放出,符合这一情况的是7、右图是电解CuCl 2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8、根据金属活动性顺序,Ag 不能发生反应:2HCl +2Ag =2AgCl+H 2↑。
但选择恰当电极材料和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。
下列四组电极和电解液中,为能实现该反应最恰当的是 ( )9、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Cl 2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,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A 、a 为正极,b 为负极;NaClO 和NaClB 、a 为负极,b 为正极;NaClO 和NaClC 、a 为阳极,b 阴极,HClO 和NaClD 、a 为阴极,b 为阳极,HClO 和NaCl10、可以将反应Zn+Br 2=ZnBr 2设计成蓄电池,下列四个电极反应:①Br 2+2e -=2Br - ②2Br --2e -=Br 2 ③Zn -2e -=Zn 2+ ④Zn 2++2e -=Zn 其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是( ) A. ②和③ B. ②和① C. ③和① D. ④和①11、用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重ag 时,在阳极上同时产生bL 氧气(标况),从而可知M 的相对原子质量为( )A 、b ax 4.22B 、b ax 2.11C 、b ax 6.5D 、b ax 5.212、用惰性电极电解一定量的CuSO 4稀溶液,下列说法中正确的是A .阳极发生的电极反应为:Cu 2++ 2e -=CuB .阴极发生的电极反应为;4OH -=2H 2O + O 2↑+ 4e ―C .若有6.4g 金属Cu 析出,放出的O 2一定为0.05 molD .电解完成后,加入一定量的Cu(OH)2,溶液可能恢复到原来的浓度13、1LNa 2SO 4和CuSO 4的混合液中,c(SO 42-)=2mol ·L -1,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L (标准状况)气体,则原溶液中c(Na +)为( ) A 、0.5mol ·L -1B 、1 mol ·L -1C 、1.5 mol ·L -1D 、2 mol ·L -114、将0.2molAgNO 3、0.4molCu(NO 3)2、0.6molKCl 溶于水,配成100mL 溶液,用惰性电极电解一段时间后,若在一极析出0.3molCu ,此时在另一极上产生的气体体积(标准状况)为A .4.48LB .5.6LC .6.72LD .7.84L15、右图为直流电源电解稀Na 2SO 4 水溶液的装置。
通电后在石墨电极a 和b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。
下列实验现象中正确的是( ) A .逸出气体的体积,a 电极的小于b 电极的B .一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体C .a 电极附近呈红色,b 电极附近呈蓝色D .a 电极附近呈蓝色,b 电极附近呈红色16、电解100mL 含c(H +)=0.30 mol ·L -1的下列溶液,当电路中通过0.04 mol 电子时,理论上析出金属质量最大的是( )A.0.10 mol/L Ag +B.0.20 mol/L Zn 2+C.0.20 mol/L Cu 2+D.0.20 mol/L Pb 2+17化:①[Ag +] ②[NO 3的质量 ⑤溶液的A. ①③C.①②④ 18、将两个铂电极插入电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。
此时,溶液中H +浓度约为( ) A 、4×10-3mol ·L -1 B 、2×10-3mol ·L -1 C 、1×10-3mol ·L -1 D 、1×10-7mol ·L -119、按右图的装置进行电解实验:A 极是铜锌合金,B 极为纯铜,电解质中含有足量的铜离子。
通电一段时间后,若A 极恰好全部溶解,此时B 极质 量增加7.68克,溶液质量增加0.03克,则A 合金中Cu 、Zn 原子个数比为 A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 5:320、某溶液中含有两种溶质NaCl 和H 2SO 4,物质的量之比为3∶1。
用石墨作电极电解溶液,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是A .阴极只析出H 2B .阳极先析出Cl 2,后析出O 2C .电解最后阶段为电解水D .溶液pH 不断增大,最后为721、 以KCL 和ZnCL 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是 A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C. 电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用22、从H +、Cu 2+、Na +、SO 42-、Cl -五种离子中恰当地组成电解质,按下列要求进行电解:(1)以碳棒为电极,使电解质质量减少,水质量不变,进行电解,则可采用的电解质是 。
(2)以碳棒为电极,使电解质质量不变,水质量减少,进行电解,则可采用的电解质是 。
(3)以碳棒为阳极,铁棒为阴极,使电解质和水质量都减少,进行电解,则电解质为 。
23、课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法,某研究性 学习小组将下列装置如图连接,C 、D 、E 、F 、X 、Y 都是惰性 电极。
将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F 极附近显红 色。
试回答下列问题:(1)电源A 极的名称是___________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式_________________________ _____。
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是__________。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G 应该是______(填“铜”或“银”),电镀液的主要成分是______ ____ (5)装置丁中的现象是________________________________________ 。
24、如图:通电5min 后,电极5质量增加2.16g , 试回答: (1)电源:a 为 极 C 池为 池 实验开始时,同时在A 池两边各滴入几滴酚酞试液,则1极的电极反应式为 A B C 在1极附近观察到的现象为 2极的电极反应式为检验该电极反应产物的方法是 C 池电极反应:(2)若B 槽中共收集到224mL 气体(标况),且溶液体积为200mL (设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中的Cu 2+物质的量浓度为 。
(3)若A 池溶液体积为200mL ,且电解过程中溶液体积不变,则电解后,溶液pH 为 。
25、下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH 溶液、足量的CuSO 4溶液和100 g 10.00%的K 2SO 4溶液,电极均为石墨电极。