电能转化为化学能-电解.ppt

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1、 第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第1 1课时课时授课人：刘建玲授课人：刘建玲钠与氯气在常温下就可以发生氧钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠，并大量化还原反应生成氯化钠，并大量放热。放热。2Na(s)+Cl 2Na(s)+Cl2 2(g)=2NaCl(s)(g)=2NaCl(s)H=-822.3KJmol H=-822.3KJmol-1-1若以氯化钠为原料制备金属钠，则需要从外界吸收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？能量（如电能），到底工业生产中如何实现呢？电解法注意：电解与电离的区别注意：电解与电离

2、的区别条件条件特征特征阴阳离子无规则地自由阴阳离子无规则地自由运动，无明显的化学变运动，无明显的化学变化化阴阳离子作定向运动，阴阳离子作定向运动，在两极发生氧化还原在两极发生氧化还原反应反应关系关系先电离后电解先电离后电解电离电离电解电解电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程2NaCl=2Na+2Cl 2NaCl=2Na+Cl2 电解直流电的作用直流电的作用受热或极性分子的作用受热或极性分子的作用电解：电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起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。氧化还原反应的过程，叫做电解。

3、构成电解池的条件：构成电解池的条件：是电能转变为化是电能转变为化学能的装置！学能的装置！直流电源；直流电源；与电源与电源负极负极相连的电极为相连的电极为阴极阴极（还原反应）（还原反应）与电源与电源正极正极相连的电极为相连的电极为阳极阳极（氧化反应）（氧化反应）阴、阳电极阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理：一、电解原理：溶于水或者熔融状态下能导电的化合物溶于水或者熔融状态下能导电的化合物阳极：阳极：阴极：阴极：说明：说明：1 1、惰性电极：用石墨、金、铂等材料做、惰性电极：用石墨、金、铂等材料

4、做 的电极，一般通电条件下不发生反应；的电极，一般通电条件下不发生反应；2 2、活性电极：用铁、锌、铜等还原性较强、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，优金属做的电极，活性电极作阳极时，优 先发生氧化反应。先发生氧化反应。与电源正极相连，阴离子移向此极，与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应失去电子，发生氧化反应与电源负极相连，阳离子移向此极，与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应得到电子，发生还原反应3 3、电子的流向、电子的流向:电子从外加电源的负极流出，流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。到电

5、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）注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）4 4、离子定向移动的方向、离子定向移动的方向:阳离子向阴极移动阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。阴离子向阳极移动。与电源正极相连与电源正极相连阳极阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系阴阴极极阳阳极极阳离子阳离子阴离子阴离子得得电电子子还还原原反反应应失失电电子子氧氧化化反反应应实验现象：实验现象：有金属钠析出有金属钠析出阴极阴极

6、阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 有气泡，有刺激性气味，有气泡，有刺激性气味，并能使并能使 湿润的湿润的KI-KI-淀粉试淀粉试纸变蓝（纸变蓝（ClCl2 2)阳极：阳极：阴极：阴极：电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠(见课本见课本P11原理图原理图)n n通电前通电前,NaNa+、Cl Cl-在在 _ _运动。运动。n n通电后通电后,NaNa+向向_ _ 极极(与电源与电源_相连相连)移动，移动，ClCl-向向_极极(与电源与电源_相连相连)移动。移动。电子从电源负极流向电子从电源负极流向_极极,电极反电极反应为应为_ ,_ ,发生发生_反应。反应。电子从电解池阳极流向电子从电解池阳极流向_

7、极极,电极反电极反应为应为_ ,_ ,发生发生_反应。反应。总反应为总反应为_。阴阴无规则自由无规则自由负极负极阳阳正极正极电解池阴电解池阴2NaCl 2Na+Cl2氧化氧化还原还原电源正电源正2Na+2e-=2Na2Cl-2e-=Cl2 第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第2 2课时课时授课人：刘建玲授课人：刘建玲阴阴极极阳阳极极阳离子阳离子阴离子阴离子得得电电子子还还原原反反应应失失电电子子氧氧化化反反应应复习回顾复习回顾分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原分析得出产

8、物分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子确定电极材料及名称确定电极材料及名称导与练导与练P7要点突破要点突破实验现象及结论：实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层红色的与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜铜生成。生成。发生还原反应发生还原反应 阴极阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气氯气。发生氧化反应发生氧化反应 阳极。阳极。反应式：反应式：CuCl2 Cu+Cl2 CC熔融熔融CuCl2CuCl2阳极阳极阴极阴极整个装置就是电解池。整个装置就是电解池。试以电解知识分析以试以电解知识分析以石墨为电极电解熔融石墨为

9、电极电解熔融氯化铜氯化铜通电前：通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后：通电后：Cu2+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子，Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl 2e=Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极：阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu+Cl2电解电解通电前通电前 阴极阳极通电后通电后演示实验：演示实验：用石墨做阳极，铁做阴极电解饱和的食盐水用石墨做阳极，铁做阴极电解饱和的食盐水实验现象记录：实验现象记录：1.1.阴、阳两极电极上均有气泡冒出；阴、

10、阳两极电极上均有气泡冒出；2.2.阴极溶液变红；阴极溶液变红；3.3.阳极产生气体使淀粉碘化钾试纸变蓝色。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；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？如将阴阳电极的材料互换，产生的现象还一吗？H+oooooooooooooooooooo 阴极阴极阳极阳极H2Cl2电解饱和食盐水实验装置电解饱和食盐水实验装置e-e-单击电子流动单击电子流动Fe电极电极石墨电极石墨电极Na+2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H2oooooooooooooooooooooooOH-离子放电顺序：离子放电顺序：阴离子失去电

11、子而阳离子得到电子的过程叫放电。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：活性材料作电极时：阳极阳极金属材料优先失电子金属材料优先失电子被氧化被氧化。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中阴离子溶液中阴离子 的放电顺序（由易到难）是：的放电顺序（由易到难）是：S S2-2-SO SO3 32-2-I I-Br Br-Cl Cl-OH OH-SO SO4 42-2-NO NO3-3-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）F-阳极：阳极：阴极阴极：（电极材料不反应）：（电极材料不反应）阴离子放电顺序为：阴离子放电顺序为：AgAg+FeFe

12、3+3+CuCu2+2+HH+PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+(H(H+)Al)Al3+3+MgMg2+2+NaNa+CaCa+KK+练习：练习：以石墨为电极电解以石墨为电极电解下列溶液，写出相下列溶液，写出相 应的电极反应和总反应。应的电极反应和总反应。H2SO4溶液：溶液：NaOH溶液溶液:Na2SO4溶液：溶液：盐酸：盐酸：CuCl2溶液：溶液：KCl溶液：溶液：饱和食盐水：饱和食盐水：CuSO4溶液：溶液：注：注：KCl溶液与溶液与NaCl溶液本质是相同的溶液本质是相同的HH2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+、OHOH-、SOSO4 42-2-）阴

13、极：阴极：4H4H+4e+4e-=2H=2H2 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-=O=O2+2H+2H2 2O ONaOHNaOH溶液（溶液（H H+、NaNa+、OHOH-）阴极：阴极：4H4H+4e+4e-=2H=2H2 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-=O=O2+2H+2H2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+、NaNa+、OHOH-、SOSO4 42-2-）阴极：阴极：4H4H+4e+4e-=2H=2H2 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-=O=O2+2H+2H2O O实实质质是是：电电解解水水总反应：总反应：2H 2H2 2O 2HO 2H2 2+O

14、+O2 2盐酸盐酸HClHCl溶液（溶液（H H+、ClCl-、OHOH-）阴极：阴极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2 阳极：阳极：2Cl2Cl-2e2e-=Cl=Cl2 2 CuCl CuCl2 2溶液（溶液（H H+、CuCu2+2+、ClCl-、OHOH-）阴极：阴极：Cu Cu2+2+2e2e=Cu=Cu 阳极：阳极：2Cl 2Cl2e2e=Cl=Cl2 2总反应：总反应：CuCl2 Cu+Cl2 总反应：总反应：2HCl H2 2+Cl2 实实质质是是：电电解解溶溶质质本本身身KClKCl溶液（溶液（H H+、K K+、OHOH-、ClCl-）阴极：阴极：2H2H+2e+2e-

15、=H=H2 2 阳极：阳极：2Cl2Cl-2e2e-=Cl=Cl2 2CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+、CuCu2+2+、SO SO4 42-2-、OHOH-）阴极：阴极：2Cu 2Cu2+2+4e4e=2Cu=2Cu 阳极：阳极：4OH 4OH-4e-4e-=O=O2 2+2H+2H2 2O O实实质质是是：电电解解溶溶质质与与水水总反应：总反应：2KCl+2H 2KCl+2H2 2O HO H2 2+Cl+Cl2 2+2KOH+2KOH总反应：总反应：2CuSO 2CuSO4 4+2H+2H2 2O OO O2 2+2Cu+2H+2Cu+2H2 2SOSO4 4 第第2 2节节

16、电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第3 3课时课时授课人：刘建玲授课人：刘建玲CuCuCuAgCCCuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液写出下列电解池中的电极反应，并思考各有什么现象。写出下列电解池中的电极反应，并思考各有什么现象。活性电极材料活性电极材料阳极（铜）：阳极（铜）：Cu Cu 2e2e-=Cu=Cu2+2+（铜电极逐渐溶解铜电极逐渐溶解）阴极（铜）：阴极（铜）：CuCu2+2+2e+2e-=Cu =Cu（铜电极质量增加）（铜电极质量增加）惰性电极材料惰性电极材料阴极：阴极：2Cu 2Cu2+2+4e4e=2Cu=2Cu（石墨上有铜析出）（石墨上有铜析出）

17、阳极：阳极：4OH 4OH-4e-4e-=O=O2 2+2H+2H2 2O O（有气泡冒出）（有气泡冒出）CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+、CuCu2+2+、SO SO4 42-2-、OHOH-）活性电极材料活性电极材料阳极（铜）：阳极（铜）：Cu Cu 2e2e-=Cu=Cu2+2+（铜电极逐渐溶解铜电极逐渐溶解）阴极（银）：阴极（银）：CuCu2+2+2e+2e-=Cu =Cu（银电极上有铜析出）（银电极上有铜析出）铜的电解精炼铜的电解精炼阅读课本阅读课本P1516P1516电镀电镀阅读课本阅读课本P1617P16172 2、铜的电解精炼原理：、铜的电解精炼原理：粗铜的溶解与纯铜

18、的生成：粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：Cu 2e-=Cu2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：Cu2+2e-=Cu比铜活泼的金属：比铜活泼的金属：ZnZn、FeFe、NiNi只溶解，不析出；只溶解，不析出；比铜不活泼的金属：比铜不活泼的金属：AuAu、PtPt不溶解，而以单质沉积不溶解，而以单质沉积 形成阳极泥；形成阳极泥；电解质溶液中电解质溶液中CuSOCuSO4 4的浓度基本不变；的浓度基本不变；二、电解原理的应用二、电解原理的应用1 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。3 3、电镀、电镀 把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳

19、极，用含有镀层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。盖一层均匀光洁而致密的镀层。4 4、电冶金、电冶金制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，通直流电后，阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2Na+2e-=2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融)2Na +Cl2 1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴、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（极不能得到氢气的是（）A.Na2SO4 B.A

20、gNO3 C.NaCl D.NaOH2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解、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（质和水的量都发生变化的是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOH3、以石墨作电极电解水时，可用来增强导电性、以石墨作电极电解水时，可用来增强导电性的物质是（的物质是（），溶液），溶液pH值变大的是（值变大的是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOHBBCADCD一、电解池一、电解池（3要素要素电源、电极电源、电极、电解质电解质）将电能转化为化学能的装置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）

21、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）阴极：与外接电源的负极相连（还原反应）惰性电极（惰性电极（Au、Pt、石墨）、石墨）阳极：阴离子放电阳极：阴离子放电（S S2-2-、I I、BrBr、ClCl、OHOH）阴极：阳离子放阴极：阳离子放（AgAg+、Fe Fe3+3+、Cu Cu2+2+、FeFe2+2+、Zn Zn2+2+等）等）（阴极材料任何情况都不反应）（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）非惰性电极即活性电极（阳极自身放电）二、电解原理应用二、电解原理应用电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀图中电

22、极图中电极a、b分别为分别为Ag电极和电极和Pt电极，电极电极，电极c、d都是都是石墨电极。通电一段时间后，在石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到两极上共收集到336mL（STP）气体。回答：）气体。回答：（1）直流电源中，）直流电源中，M为为极。极。（2）Pt电极上生成的物质是电极上生成的物质是 ，其质量为，其质量为 g。正正Ag（3）电源输出的电子的物质的量与电极）电源输出的电子的物质的量与电极b、c、d分别分别生成的物质的物质的量之比为：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）溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的溶液的pH，H2SO4溶液的溶液的 浓浓度度，H2SO4溶液的溶液的pH。（5）若）若H2SO4溶液的质量分数由溶液的质量分数由5.00%变为变为5.02%，则，则原有原有5.00%的的H2SO4溶液为溶液为g。2 0.5 1不变不变不变不变增大增大减小减小