化学能与电能总结.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划化学能与电能总结　　知识点总结二·化学能与电能的转化　　知识点1·电解池　　一、定义　　电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程　　电解池：借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置二、组成　　三、电解池的工作原理　　1.实验：电解氯化铜溶液实验操作：U形管中装有氯化铜溶液，插入两根石墨棒作为电极，接通直流电源，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化　　实验现象：电流计的指针发生偏移；阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色的铜，通电后可观察到阴极区溶液的颜色先加深后变浅；阳极石墨棒上有气泡产生，同时可观察到湿润的碘化钾试纸变成蓝色　　实验原理：　　阴极：阳极：　　总反应：2.电解池的工作原理　　电子从电源负极流入电解池的阴极，经过阴阳离子定向移动形成的内电路，阳极失去电子沿导线流回电源正极因此溶液的电解过程就是该电解质溶液的导电过程知识点2·电解池电极反应式的书写规则　　1.确定电极　　电解池的电极由外加电源决定。

与电源负极相连的是阴极，与电源正极相连的是阳极阴极：+e-，发生还原反应　　“阳氧阴还”　　阳极：-e-，发生氧化反应　　2.分析电解质水溶液的组成　　找全水溶液中的所有离子，分阴阳两组阴极：所有的阳离子——阳极：所有的阴离子——3.排出阴阳两极的放电顺序，判断电极产物　　阴极：阴极的电极材料无论是活性电极还是惰性电极，通常情况下放电的都是溶液中的阳离子　　放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Ni2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞较活泼的金属阳离子　　阴极的放电顺序与离子的氧化性强弱有关氧化性强的先放电反应形式：Mn++ne-===M阳极　　a.若阳极的电极材料是活性电极，在阳极放电的是电极材料反应形式：M-ne-===Mn+　　b.若阳极的电极材料是惰性电极，在阳极放电的是溶液中的阴离子　　放电顺序：活泼电极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞高价态含氧酸根离子＞F-阳极的放电顺序与离子的还原性强弱有关还原性强的先放电知识点3·常见电解池原理的分析　　知识点4·电解原理的应用　　1.氯碱工业——制取烧碱、氯气和氢气原理：　　阴极反应式：；阳极反应式：；　　总反应式：。

2.铜的电解精炼原理：　　阴极反应式：；阳极反应式：注：①粗铜做；精铜做　　②若粗铜中含有Fe、Zn、Sn：Fe、Zn、Sn溶解以离子形式进入溶液，但无法在阴极析出，一段时间后CuSO4溶液浓度降低，需更换电解质溶液；　　若粗铜中含有Ag：Cu大量进入溶液后，Ag掉下，在阳极下方形成阳极泥　　3.电镀　　原理：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过程　　注：镀层金属做，待镀的金属制品做；含有镀层金属离子的溶液做电镀液以电镀银为例：　　阴极反应式：；阳极反应式：4.电冶金　　①电解熔融的NaCl制取金属钠　　NaCl在高温下熔融，并发生电离：阴极：；阳极：；总反应：②电解熔融的MgCl2制取金属镁　　MgCl2在高温下熔融，并发生电离：；通入直流电后，阴极：；阳极：；总反应：③电解熔融的Al2O3制取金属铝　　Al2O3在高温下熔融，并发生电离：；通入直流电后，阴极：；阳极：；总反应：　　知识点5·原电池、电解池的比较　　补充你的知识点或写出你的疑惑：　　化学能与电能　　[本节学习目标]　　1.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置　　2.能以铜锌原电池为例，认识原电池的概念、组成、简单分析原电池的工作原理及应用。

3．会判断原电池的正负极和电子的流向4.能够书写简单的电极反应式　　5.了解几种常见的电池，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义6．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性重点：原电池装置工作原理及构成条件　　[知识要点梳理]知识点1：原电池　　要点诠释：1.化学能与电能的转化：　　化学能可以转变为电能，但只有释放能量的氧化还原反应才可能通过原电池实现化学能和电能的转化，并非所有释放能量的化学反应均能通过原电池实现和电能的转化2.原电池概念：借助于氧化还原反应将化学能转变为电能的装置3.原电池的结构：　　两种活泼性不同的金属作电极电极材料插入电解质溶液中两极相连构成闭合回路　　在电极上能自动发生氧化还原反应4.原电池的工作原理：　　一般的氧化还原反应是还原剂把电子直接转移给氧化剂，如：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中锌把电子直接转移给硫酸；原电池装置是把氧化还原反应的氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行，通过外接导线使电子从还原剂区域流向氧化剂区域，从而在外电路形成电流原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：　　1　　电极总反应：Zn+2H=H2↑+Zn　　电子由负极流出，经过外电路流向另一极正极，同时溶液中的阴、阳离子不断移向负极、正极，构成闭合电路。

说明：正极的作用是导体，它不参与化学反应负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物，有的原电池的负极的作用是导体，它不参与化学反应　　+2+　　知识点三：原电池化学反应的表示方法　　要点诠释：总的来说，原电池中的化学反应是氧化还原反应由于这其中的氧化反应和还原反应分别是在负极和正极上发生的，所以又分别叫做负极反应和正极反应　　负极反应：由于负极是电子流出的电极，所以负极上发生的反应是氧化反应表示负极反应的式子叫做负极反应式铜、锌和稀H2SO4组成的原电池的负极反应式是：Zn－2e=Zn　　正极反应：由于正极是电子流入的电极，所以正极上发生的反应是还原反应表示正极反应的式子叫做正极反应式铜、锌和稀H2SO4组成的原电池的正极反应式是：2H+2e=H2↑　　说明：写电极反应式要遵从客观事实，写出的电极反应式既要符合质量守恒又要符合电荷守恒：①两极得失电子数相等；　　②电极反应式常用“=”或用“→”；③电极反应式中若有气体生成需加“↑”　　负极反应和正极反应是对整个原电池反应的分解，二者具有既对立又统一的关系，所以将两个电极反应式进行合并即得电池总反应式如：铜、锌和稀H2SO4的原电池的总反应式：Zn+2H=Zn+H2↑　　+　　2+　　+　　－－　　2+　　知识点四：原电池原理的应用　　要点诠释：1.比较金属的活动性。

　　原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极例如，有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，A为负极，B为正极，金属活动性A＞B　　2.加快氧化还原反应速率　　实验室用Zn和稀H2SO4反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快　　如果用纯锌，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu+Zn=Cu+Zn，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快3.设计原电池　　从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池　　例如，利用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2的氧化还原反应设计原电池，由反应式可知：Cu失去电子作负极，　　2　　2+　　2+　　FeCl3在正极上得到电子，且作电解质溶液，正极为活泼性比Cu弱的金属或导电的非金属等如图该原电池的电极反应式为：负极：Cu正极：2Fe+2e　　3+　　—　　3+　　Cu+2e　　2Fe　　2+　　2+—　　说明：原电池为什么能加快化学反应速率？以Fe与稀H2SO4溶液的反应为例说明。

如下图所示：　　－　　2+　　2+　　+　　+　　2+　　甲中，Fe失去e，变为Fe，Fe进入溶液，排斥了Fe片周围的H，H欲得电子须突破Fe形成的屏障，因而受到阻碍乙中，Fe失去e，e转移到Cu片上，Cu片一侧没有Fe屏障，H得e不受阻碍，故其化学反应速率较快　　－　　－　　2+　　+　　－　　知识点五：原电池正负极的判断方法　　要点诠释：1.据组成原电池的两极材料判断：一般活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极　　2．据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极，而电子流动方向是由负极流向正极3.据原电池内部电解质溶液中离子的定向移动方向判断：在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动　　4.据原电池两极发生的变化判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，相应元素化合价升高，而正极总是得电子发生还原反应，相应元素化合价降低　　5.据反应现象判断：溶解的一极为负极，增重或者有气泡放出的一极为正极　　知识点六：化学电源及处理　　要点诠释：1.化学电源　　3　　2.废旧电池的危害与处理　　废旧电池中含有多种重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和公众健康危害很大。

废电池渗出的重金属离子如Hg等，将造成地下水和土壤的污染，威胁人类的健康另一方面，废电池中的有色金属是宝贵的自然资源，如果能将废电池回收再利用，不仅可以减少对我们生存环境的破坏，而且也是对资源的节约　　2+　　[规律方法指导]　　本节内容可分为两部分：化学能转化为电能；发展中的化学电源重点是原电池的工作原理可总结如下：　　4　　[经典例题透析]　　类型一：原电池的构成条件　　题1.在下图的八个装置中，属于原电池的是哪几个？　　思路点拨：根据原电池的形成条件进行判断　　解析：构成原电池要有四个基本条件：a.电解质溶液；b.两个活泼性不同的电极；c.能自发地发生氧化还原反应；d.两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中形成闭合回路①②③只有一个电极，⑤没有电解质溶液，⑧没有形成闭合回路答案：④⑥⑦　　总结升华：①构成原电池的四个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看待某一条件在四个基本条件当中，氧化还原反应是其核心②判断某装置是否为原电池的问题，以构成原电池的基本条件为标准判断，不能仅凭装置的外形下结论③构成原电池的基本条件，也是进行原电池设计的基本依据　　举一反三：　　5　　《化学能与电能》第二课时　　学情分析：　　1、心理：高一五班的学生属于比较友好型的学生，他们课下课上都比较老实。

男生比女生要活跃开朗一些，平时课上男生参与活动、回答问题更活跃一些女生虽然不够活泼，但是她们在课下比较认真经过半年的时间的沟通，发现五班学生大部分独立思考能力欠缺，对同学、老师的依赖性较大另外，畏难心理较重，尤其是前面的几位女生　　2、知识：他们化学基础较薄弱，接受能力较差在高一上学期已经学习了氧化还原反应、电解质等概念由于这一方面知识比较抽象，学生没能很好的理解，所以掌握的不是很好他们只会判断氧化还原反应，但是不能很好地区分电解质和非电解质　　教材分析：　　本节内容是属于化学反应原理范畴，是化学学科重要的原理性知识之一，又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识　　高一上学期已经初步了解了化学反应原理，其中就包括氧化还原反应、离子反应。