高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)課件：化學(xué)能與電能電解原理及應(yīng)用

高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)課件：化學(xué)能與電能電解原理及應(yīng)用匯報(bào)人：XX20XX-02-04contents目錄化學(xué)能與電能基本概念電解原理簡(jiǎn)介常見(jiàn)物質(zhì)電解反應(yīng)及方程式電解在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作與安全問(wèn)題探討知識(shí)點(diǎn)總結(jié)與拓展01化學(xué)能與電能基本概念化學(xué)能是指儲(chǔ)存在化學(xué)鍵中的能量，當(dāng)化學(xué)鍵形成或斷裂時(shí)，會(huì)吸收或釋放能量。化學(xué)能定義化學(xué)能具有隱蔽性、穩(wěn)定性和可轉(zhuǎn)化性等特點(diǎn)，是自然界中廣泛存在的能量形式之一。化學(xué)能特點(diǎn)化學(xué)能定義及特點(diǎn)電能定義電能是指電場(chǎng)力所做的功，通常表示為電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的能量。電能轉(zhuǎn)換方式電能可以通過(guò)多種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、熱能轉(zhuǎn)化為電能等。其中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能是化學(xué)電源的基本原理。電能定義及轉(zhuǎn)換方式在化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)電能也可以促進(jìn)某些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。這種相互轉(zhuǎn)化關(guān)系構(gòu)成了化學(xué)電源和化學(xué)電解池等電化學(xué)裝置的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化電化學(xué)系統(tǒng)通常由電極、電解質(zhì)和導(dǎo)線等部分組成。其中，電極是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的場(chǎng)所，電解質(zhì)是傳遞離子的介質(zhì)，導(dǎo)線則連接電極和外界電路。電化學(xué)系統(tǒng)組成化學(xué)能與電能關(guān)系化學(xué)電源化學(xué)電源是利用化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如干電池、蓄電池等。這些電源在日常生活中廣泛應(yīng)用，為各種電子設(shè)備提供電力。電解池電解池是利用電能驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的裝置，如電解水制氫、電解熔融鹽制金屬等。這些工藝在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位，為實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和環(huán)境保護(hù)提供了有力支持。實(shí)際應(yīng)用舉例02電解原理簡(jiǎn)介VS電解是在直流電作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。過(guò)程描述將直流電源的正負(fù)極分別接入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中，使電解質(zhì)發(fā)生電離，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。電解定義電解定義及過(guò)程描述電解池由電源、電極（陽(yáng)極和陰極）和電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)組成。電解池構(gòu)造電解池工作時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中的離子傳導(dǎo)至陽(yáng)極，再流回電源的正極，形成閉合回路。工作原理電解池構(gòu)造與工作原理在電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰極遷移，陰離子向陽(yáng)極遷移；離子的遷移速度與離子所帶電荷數(shù)、溶液濃度和電場(chǎng)強(qiáng)度等因素有關(guān)。在電解過(guò)程中，各種離子在電極上的放電順序遵循一定的規(guī)律；一般優(yōu)先放電的是氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子和還原性強(qiáng)的陰離子。離子遷移和放電順序規(guī)則放電順序規(guī)則離子遷移影響因素分析電解質(zhì)性質(zhì)電解質(zhì)的種類、濃度和純度等因素都會(huì)影響電解過(guò)程；不同電解質(zhì)具有不同的電離程度和導(dǎo)電性能。電極材料電極材料的種類、表面積和表面狀態(tài)等因素都會(huì)影響電解過(guò)程；不同電極材料對(duì)離子的吸附能力和催化活性不同。溫度和壓力溫度和壓力的變化會(huì)影響電解質(zhì)的電離程度和離子的遷移速度；升高溫度或增大壓力一般有利于加快電解速度。電源電壓和電流電源電壓和電流的大小直接影響電解速度；適當(dāng)提高電源電壓或增大電流可以加快電解速度，但需注意防止電極極化現(xiàn)象的發(fā)生。03常見(jiàn)物質(zhì)電解反應(yīng)及方程式水溶液體系下常見(jiàn)物質(zhì)電解電解水在水溶液中，水分子可以被電解成氫氣和氧氣，反應(yīng)方程式為2H2O(l)→2H2(g)+O2(g)。電解酸、堿、鹽溶液在水溶液中，酸、堿、鹽可以被電解成相應(yīng)的離子。例如，電解稀硫酸溶液，反應(yīng)方程式為2H2O(l)+2H+(aq)→2H2(g)+2H2O(l)，實(shí)際就是電解水。電解熔融氯化鈉在熔融狀態(tài)下，氯化鈉可以被電解成金屬鈉和氯氣，反應(yīng)方程式為2NaCl(l)→2Na(l)+Cl2(g)。電解熔融氧化鋁在熔融狀態(tài)下，氧化鋁可以被電解成金屬鋁和氧氣，反應(yīng)方程式為2Al2O3(l)→4Al(l)+3O2(g)，此反應(yīng)需要加入助熔劑六氟鋁酸鈉。熔融鹽體系下常見(jiàn)物質(zhì)電解準(zhǔn)確判斷電解產(chǎn)物注意電子守恒注意電荷守恒注意原子守恒方程式書(shū)寫技巧和注意事項(xiàng)根據(jù)電解質(zhì)的性質(zhì)、電極材料和電解條件，準(zhǔn)確判斷電解產(chǎn)物是什么。在書(shū)寫離子方程式時(shí)，要注意電荷守恒，即方程式兩邊所帶電荷數(shù)必須相等。在書(shū)寫電解方程式時(shí)，要注意電子的得失守恒，即電解過(guò)程中得到的電子數(shù)等于失去的電子數(shù)。在書(shū)寫化學(xué)方程式時(shí)，要注意原子守恒，即反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變。實(shí)例演練電解硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH-(aq)-4e-→2H2O(l)+O2(g)，陰極反應(yīng)為2Cu2+(aq)+4e-→2Cu(s)，總反應(yīng)方程式為2CuSO4(aq)+2H2O(l)→2Cu(s)+2H2SO4(aq)+O2(g)。電解硫酸銅溶液電解熔融碳酸鈉時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2CO32-(l)-4e-→CO2(g)+O2(g)，陰極反應(yīng)為Na+(l)+e-→Na(l)，總反應(yīng)方程式為2Na2CO3(l)→4Na(l)+CO2(g)+O2(g)。此反應(yīng)需要高溫下進(jìn)行。電解熔融碳酸鈉04電解在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用食鹽水的制備，包括食鹽的溶解、過(guò)濾和精制等步驟。原料準(zhǔn)備電解過(guò)程產(chǎn)品分離與提純通過(guò)電解食鹽水，在陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉。將氯氣、氫氣和氫氧化鈉進(jìn)行分離和提純，得到合格的氯氣、氫氣和燒堿產(chǎn)品。030201氯堿工業(yè)流程介紹適用于活潑金屬的冶煉，如鈉、鉀、鎂等。通過(guò)電解熔融的金屬化合物，使金屬離子在陰極得到電子而被還原成金屬單質(zhì)。適用于較不活潑金屬的冶煉，如鐵、銅等。常用還原劑有C、CO、H2等，通過(guò)高溫還原反應(yīng)將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)。電解法熱還原法金屬冶煉方法概述

其他重要化工生產(chǎn)過(guò)程中電解技術(shù)應(yīng)用電解水制氫通過(guò)電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，氫氣是一種清潔的能源，可用于燃料電池等領(lǐng)域。電解有機(jī)化合物通過(guò)電解有機(jī)化合物可以制備一些重要的有機(jī)化工原料，如乙烯、丙烯等。電解在廢水處理中的應(yīng)用通過(guò)電解可以處理含有重金屬離子、有機(jī)污染物等的廢水，實(shí)現(xiàn)廢水的凈化和資源回收。對(duì)氯堿工業(yè)產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣進(jìn)行處理，減少環(huán)境污染。氯堿工業(yè)的“三廢”處理采用封閉式冶煉、尾氣處理等措施，減少金屬冶煉過(guò)程中的環(huán)境污染。金屬冶煉過(guò)程中的環(huán)保措施對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行回收和利用，如從廢催化劑中回收貴金屬、從廢渣中回收有用成分等，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。資源回收與利用環(huán)境保護(hù)和資源回收05實(shí)驗(yàn)操作與安全問(wèn)題探討電解實(shí)驗(yàn)的核心設(shè)備，需了解其結(jié)構(gòu)、電極材料選擇及電解液裝填方法。電解槽確保電源穩(wěn)定，選擇合適的導(dǎo)線連接電解槽和電源，注意正負(fù)極的正確連接。電源與導(dǎo)線根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的電解液，了解其性質(zhì)、濃度及配制方法。電解液實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)設(shè)備使用方法實(shí)驗(yàn)操作步驟和技巧分享檢查設(shè)備是否完好，準(zhǔn)備所需試劑和材料，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境整潔。按照實(shí)驗(yàn)要求裝配電解槽，連接電源和導(dǎo)線，加入電解液。接通電源，觀察電解現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。斷開(kāi)電源，拆卸設(shè)備，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。準(zhǔn)備工作裝配設(shè)備開(kāi)始電解結(jié)束實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需穿戴實(shí)驗(yàn)服、護(hù)目鏡等防護(hù)用品，確保安全。穿戴防護(hù)用品防止觸電防止腐蝕應(yīng)急處理注意電源和導(dǎo)線的安全使用，避免觸電事故發(fā)生。避免接觸腐蝕性電解液，如酸、堿等。如發(fā)生意外情況，應(yīng)立即切斷電源，采取相應(yīng)應(yīng)急處理措施，并及時(shí)報(bào)告老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員。安全防護(hù)措施及應(yīng)急處理方案分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的誤差來(lái)源，如設(shè)備誤差、操作誤差、環(huán)境誤差等。誤差來(lái)源通過(guò)提高設(shè)備精度、改進(jìn)操作方法、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境等方式減小誤差。減小誤差的方法針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出具體的改進(jìn)建議，如改進(jìn)電解槽結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電解液配方等。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議誤差分析和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議06知識(shí)點(diǎn)總結(jié)與拓展電解是利用直流電使電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程。電解原理電解池是進(jìn)行電解反應(yīng)的裝置，包括陽(yáng)極、陰極、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)以及外接電源。電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；陽(yáng)極失去電子，陰極得到電子。陰陽(yáng)極判斷及反應(yīng)根據(jù)陰陽(yáng)極的反應(yīng)類型和電解質(zhì)的性質(zhì)判斷電解產(chǎn)物。電解產(chǎn)物的判斷關(guān)鍵概念回顧確定題目考查的是電解原理、電解池構(gòu)造、陰陽(yáng)極判斷還是電解產(chǎn)物的判斷。明確題目要求根據(jù)電解質(zhì)的性質(zhì)判斷陰陽(yáng)極的反應(yīng)類型和電解產(chǎn)物。分析電解質(zhì)性質(zhì)根據(jù)電解原理分析電解過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化和電子的轉(zhuǎn)移情況。應(yīng)用電解原理檢查答案是否符合實(shí)際情況，如電解產(chǎn)物的量、電解池的構(gòu)造等。檢查答案是否符合實(shí)際解題思路梳理電解原理的理解和應(yīng)用考查學(xué)生對(duì)電解原理的理解和應(yīng)用能力，如判斷電解產(chǎn)物、分析電解過(guò)程等。考查學(xué)生對(duì)電解池構(gòu)造和工作原理的掌握情況，如陰陽(yáng)極的判斷、電解質(zhì)的選擇等。考查學(xué)生對(duì)新型電解池和電解技術(shù)的了解和應(yīng)用能力，如燃料電池、氯堿工業(yè)等?？疾閷W(xué)生對(duì)電解在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，如電鍍、電解精煉等。電解池的構(gòu)造和工作原理新型電解池和電解技術(shù)的應(yīng)用電解在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用高考考點(diǎn)