电能转化为化学能-电解.ppt
第2节 电能转化为化学能电解 第1课时,授课人：刘建玲,钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠，并大量放热。,2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=-822.3KJmol-1,若以氯化钠为原料制备金属钠，则需要从外界吸收能量（如电能），到底工业生产中如何实现呢？,电解法,注意：电解与电离的区别,条件,特征,阴阳离子无规则地自由运动，无明显的化学变化,阴阳离子作定向运动，在两极发生氧化还原反应,关系,先电离后电解,电离,电解,电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程,直流电的作用,受热或极性分子的作用,电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做电解。,构成电解池的条件：,是电能转变为化学能的装置！,直流电源；,与电源负极相连的电极为阴极（还原反应）,与电源正极相连的电极为阳极（氧化反应）,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理：,溶于水或者熔融状态下能导电的化合物,阳极：,阴极：,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。,与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应,与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应,3、电子的流向:电子从外加电源的负极流出，流 到电解池的阴极，从阳极流回电源正极。(注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,4、离子定向移动的方向:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,发生还原反应,电源、电极、电极反应关系,小结:,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,实验现象：,有金属钠析出,阴极,阳极,氯气,钠,熔融NaCl,有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2),阳极：阴极：,电解熔融氯化钠(见课本P11原理图),通电前,Na+、Cl-在 _运动。通电后,Na+向_ 极(与电源_相连)移动，Cl-向_极(与电源_相连)移动。电子从电源负极流向_极,电极反应为_,发生_反应。电子从电解池阳极流向_极,电极反应为_,发生_反应。总反应为_。,阴,无规则自由,负极,阳,正极,电解池阴,2NaCl 2Na+Cl2,氧化,还原,电源正,2Na+2e-=2Na,2Cl-2e-=Cl2,第2节 电能转化为化学能电解 第2课时,授课人：刘建玲,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,复习回顾,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,确定电极材料及名称,导与练P7要点突破,实验现象及结论：,与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜生成。发生还原反应 阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气。发生氧化反应 阳极。,反应式：CuCl2 Cu+Cl2,熔融CuCl2,Cu,Cl2,阳极,阴极,整个装置就是电解池。,试以电解知识分析以石墨为电极电解熔融氯化铜,通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl移向阳极失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl 2e=Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）,通电前,演示实验：用石墨做阳极，铁做阴极电解饱和的食盐水,实验现象记录：,1.阴、阳两极电极上均有气泡冒出；2.阴极溶液变红；3.阳极产生气体使淀粉碘化钾试纸变蓝色。,思考并分析上述现象产生的原因；如将阴阳电极的材料互换，产生的现象还一吗？,？,H+,oooooooooooooooooooo,阴极,阳极,H2,Cl2,电解饱和食盐水实验装置,e-,e-,单击电子流动,Fe电极,石墨电极,Na+,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,活性材料作电极时：阳极金属材料优先失电子被氧化。用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子 的放电顺序（由易到难）是：,S2-SO32-I-Br-Cl-OH-SO42-NO3-(等含氧酸根离子）F-,阳极：,阴极：（电极材料不反应）阴离子放电顺序为：,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca+K+,练习：以石墨为电极电解下列溶液，写出相 应的电极反应和总反应。,H2SO4溶液：NaOH溶液:Na2SO4溶液：盐酸：CuCl2溶液：KCl溶液：饱和食盐水：CuSO4溶液：注：KCl溶液与NaCl溶液本质是相同的,H2SO4溶液（H+、OH-、SO42-）阴极：4H+4e-=2H2 阳极：4OH-4e-=O2+2H2O,NaOH溶液（H+、Na+、OH-）阴极：4H+4e-=2H2 阳极：4OH-4e-=O2+2H2O,Na2SO4溶液（H+、Na+、OH-、SO42-）阴极：4H+4e-=2H2 阳极：4OH-4e-=O2+2H2O,实质是：电解水,总反应：2H2O 2H2+O2,盐酸HCl溶液（H+、Cl-、OH-）阴极：2H+2e-=H2 阳极：2Cl-2e-=Cl2,CuCl2溶液（H+、Cu2+、Cl-、OH-）阴极：Cu2+2e=Cu 阳极：2Cl2e=Cl2,总反应：CuCl2 Cu+Cl2,总反应：2HCl H2+Cl2,实质是：电解溶质本身,KCl溶液（H+、K+、OH-、Cl-）阴极：2H+2e-=H2 阳极：2Cl-2e-=Cl2,CuSO4溶液（H+、Cu2+、SO42-、OH-）阴极：2Cu2+4e=2Cu 阳极：4OH-4e-=O2+2H2O,实质是：电解溶质与水,总反应：2KCl+2H2O H2+Cl2+2KOH,总反应：2CuSO4+2H2O O2+2Cu+2H2SO4,第2节 电能转化为化学能电解 第3课时,授课人：刘建玲,CuSO4溶液,CuSO4溶液,CuSO4溶液,思考,写出下列电解池中的电极反应，并思考各有什么现象。,活性电极材料阳极（铜）：Cu 2e-=Cu2+（铜电极逐渐溶解）阴极（铜）：Cu2+2e-=Cu（铜电极质量增加）,惰性电极材料阴极：2Cu2+4e=2Cu（石墨上有铜析出）阳极：4OH-4e-=O2+2H2O（有气泡冒出）,CuSO4溶液（H+、Cu2+、SO42-、OH-）,活性电极材料阳极（铜）：Cu 2e-=Cu2+（铜电极逐渐溶解）阴极（银）：Cu2+2e-=Cu（银电极上有铜析出）,铜的电解精炼阅读课本P1516,电镀阅读课本P1617,2、铜的电解精炼原理：,粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：Cu 2e-=Cu2+阴极（纯铜）：Cu2+2e-=Cu,比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；,比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉积 形成阳极泥；,电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；,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。,3、电镀,把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流的作用下，镀层表面就覆盖一层均匀光洁而致密的镀层。,4、电冶金,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠。,通直流电后，,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2Na+2e-=2Na,总反应：,2NaCl(熔融)2Na+Cl2,1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOH,2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水的量都发生变化的是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOH,3、以石墨作电极电解水时，可用来增强导电性的物质是（），溶液pH值变大的是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOH,练习,B,BC,AD,CD,小结,一、电解池（3要素电源、电极、电解质）将电能转化为化学能的装置阳极：与外接电源的正极相连（氧化反应）阴极：与外接电源的负极相连（还原反应）惰性电极（Au、Pt、石墨）阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH）阴极：阳离子放（Ag+、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Zn2+等）（阴极材料任何情况都不反应）非惰性电极即活性电极（阳极自身放电）二、电解原理应用电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀,图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（STP）气体。回答：,（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为 g。,正,Ag,2.16,（3）电源输出的电子的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的 浓度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。,2 0.5 1,不变,不变,增大,减小,45.18,GOODBYE,谢谢！,
