高中化學(xué)《1.2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》課件 魯教版選修4.ppt

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第２節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解,第１課時(shí) 電解的原理,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,⒈掌握電解、電解池概念． ⒉清晰地建立起電極反應(yīng)的概念。 ⒊能正確地判斷電解池的陰極和陽(yáng)極。 ⒋掌握一些常見(jiàn)離子的放電順序。 ⒌會(huì)正確地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)。,【自學(xué)指導(dǎo)一】,通過(guò)自學(xué)課本Ｐ１１－１２，小組討論、互教，完成下列問(wèn)題： ⒈什么叫電解？什么叫電解池？并舉例說(shuō)明． ⒉電解池由哪幾部分構(gòu)成？ ⒊什么叫電極？常用的電極材料有哪些？ ⒋什么叫電極反應(yīng)？,,知識(shí)點(diǎn)一 基本概念,⒈電解：讓直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)，在兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。,如：對(duì)熔融ＮaＣl通電獲得金屬Ｎa的過(guò)程；,⒉電池池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。,如：對(duì)熔融ＮaＣl通電獲得金屬Ｎa的裝置；,對(duì)飽和ＮaＣl溶液通電獲得ＮaＯＨ、Ｏ２、Ｃl２的過(guò)程。,對(duì)飽和ＮaＣl溶液通電獲得ＮaＯＨ、Ｏ２、Ｃl２的裝置。,⒊電解池形成的條件：,直流電源、固體電極材料（一般是金屬材料或石墨）、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì),⒋電極及電極反應(yīng),陽(yáng)極：,發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。,陰極：,發(fā)生還原反應(yīng)的電極。,,①電極,②電極反應(yīng)：,在電極上進(jìn)行的半反應(yīng)，它可以表示電極上物質(zhì)的變化和電子的轉(zhuǎn)移。,(與電源正極相連),(與電源負(fù)極相連),【自學(xué)指導(dǎo)二】,通過(guò)用石墨片、鐵片作電極對(duì)熔融的氯 化鈉通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，小組討論、互教， 完成下列問(wèn)題： ⒈在通電前，熔融ＮaＣl存在有哪些離子？這些離子的運(yùn)動(dòng)情況如何？ ⒉接通電后，熔融ＮaＣl中Ｎa＋、Ｃl－各向哪個(gè)方向移動(dòng)？ ⒊移到兩極表面的Ｎa＋、Ｃl－將發(fā)生什么變化？ ⒋石墨片和鐵片，哪個(gè)是陽(yáng)極，哪個(gè)是陰極？ ⒌分別寫(xiě)出陽(yáng)極、陰極的反應(yīng)。,,知識(shí)點(diǎn)二 電解原理（以電解氯化鈉為例）,實(shí)驗(yàn)：用石墨片、鐵片作電極電解熔融的氯化鈉,現(xiàn)象： 石墨電極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2),鐵電極：有銀白色金屬析出,,,,,,,,,,,,,,,,鐵片,石墨,氯 氣,鈉,熔融NaCl,,實(shí)驗(yàn)分析：,通電前：熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽(yáng)離子：Na+ 陰離子：Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),通電后：（必須直流電） Ｃl－移向石墨電極 Ｎa＋移向鐵電極 （定向移動(dòng)）,→,獲得電子,金屬Ｎa,（還原反應(yīng)）,陰極,→,失去電子,Ｃl２,（氧化反應(yīng)）,陽(yáng)極,,,電極反應(yīng): 陽(yáng)極：2Cl- － 2e- →Cl2↑ 氧化反應(yīng) 陰極：2Na+ +2e-→2Na 還原反應(yīng) 總式：,針對(duì)練習(xí)1： 分析下圖，屬于電解池的有( ),③⑥,【自學(xué)指導(dǎo)三】,通過(guò)自學(xué)課本，小組討論、互教，完成下列問(wèn)題： ⒈可以從哪幾個(gè)方面去確定電解池的陰、陽(yáng)極？ ⒉什么叫離子的放電？離子的放電有什么規(guī)律？ ⒊如何去分析電解產(chǎn)物以及書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)？,與電源正極相連,陰極,與電源負(fù)極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),陽(yáng)離子移向,陰離子移向,發(fā)生還原反應(yīng),,,,,陽(yáng)極,電解池陰、陽(yáng)極的判斷,電子流向,與電源的連接,反應(yīng)類型,,,知識(shí)點(diǎn)三,離子的放電,⒈定義：陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。,⒉離子的放電順序,陽(yáng)極： ①活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。 ②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是： S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根離子）F-,知識(shí)點(diǎn)四,陰極:,無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序要發(fā)生變化，相同時(shí)按H+,不同時(shí)按（H+）,電極反應(yīng)的寫(xiě)書(shū) （以電解CuCl2溶液為例）,CuCl2溶液,⒈看電極,主要是看陽(yáng)極是何類型的電極，若為活潑電極，電極本身被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)．陰極一般都不參與電極反應(yīng)．,石墨作陽(yáng)極，鐵片作陰極，所以兩個(gè)電極都不會(huì)反應(yīng)．,,知識(shí)點(diǎn)五,⒉看離子,分析通電前電解質(zhì)溶液中的離子情況 ．（水溶液始終存在有H+ 和OH- ）,陽(yáng)離子：,,H+、Cu2+,陰離子：,OH-、Cl-,⒊判斷離子的放電順序,陽(yáng)離子：,Cu2+ ﹥ H+,陰離子：,Cl-﹥ OH-、,⒋判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng),陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電,陽(yáng)極：,,2Cl-－2e-→Cl2 ↑,陰極：,Cu2++2e- → Cu,總反應(yīng)：,得失電子的總數(shù)目一定要相等,以碳棒為電極，電解下列溶液，寫(xiě)出電極反應(yīng)式 1、 HCI溶液 2、 NaOH溶液 3、ＣuＳO４溶液,,,,針對(duì)練習(xí)２：,,,,,+,ˉ,,,,K斷開(kāi),,,,電解池工作原理微觀動(dòng)畫(huà) 示意圖,,石墨電極,,鐵電極,,,,,,,ˉ,,,,K閉合,e-,e-,e-,e-,e-,e-,,,e-,e-,+,熔融NaCl,,,石墨電極,,鐵電極,電解池工作原理微觀動(dòng)畫(huà) 示意圖,e-,,陽(yáng)極：2Cl--2 e- =Cl2↑,陰極：2H+ + 2e-=H2↑,減小,增大,加HCl,,,,,,,,,,,,,,陽(yáng)極C,陰極C,氯氣,氫 氣,鹽酸溶液,第一組：電解HCl溶液,,陰極,,,,,,,,,,,,,,陽(yáng)極,氧氣,氫 氣,陽(yáng)極：4OH-- 4e- = 2H2O+O2↑,陰極:4H ++ 4e- = 2H2 ↑,變大,變 大,加 H2O,2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑,通電,,,第二組：電解NaOH溶液,,陰極,,,,,,,,,,,,,,,陽(yáng)極,,,,,氧 氣,銅,2CuSO4+2H2O 2Cu +O2↑+2H2SO4,陰極: 2Cu2++ 4e-=2Cu,減小,加適量 CuO 固體,,第三組：電解CuSO4溶液,陽(yáng)極：4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑,減 小,,,第２節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解 （第２課時(shí)）,電解池的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo)： ⒈能運(yùn)用電解原理去分析食鹽水的電解、銅的電解精煉以及電鍍。 ⒉了解這些復(fù)雜的電解池體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的實(shí)用價(jià)值。,【自學(xué)指導(dǎo)一】,按課本Ｐ１３圖１-２-４所示安裝儀器，用石墨片作電極對(duì)飽和的食鹽水通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，小組討論、互教，完成下列問(wèn)題： ⒈飽和食鹽水中可能存在哪些離子？在電場(chǎng)中它們的移動(dòng)方向如何，可能發(fā)生的電極反應(yīng)是什么？ ⒉接通電源后，觀察電極表面的現(xiàn)象，根據(jù)你已有的化學(xué)知識(shí)，設(shè)法檢驗(yàn)兩極附近溶液組成的變化并判斷氣體產(chǎn)物。 ⒊判斷陰極和陽(yáng)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。,1.電解食鹽水,現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉－KI溶液變藍(lán) 陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅,陽(yáng)極：2Cl--2e- =Cl2↑ 陰極：2H++2e- =H2↑,實(shí)驗(yàn)裝置,2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑,通電,總式：,電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：,含氧酸,H2SO4,強(qiáng)堿,NaOH,活潑金屬的含氧酸鹽,Na2SO4,無(wú)氧酸,HCl,陽(yáng)極：4OH-→4e-＋O2+2H2O 陰極：4H+ + 4e- → 2H2↑,減小,增大,不變,H2O,陽(yáng)極：2Cl- → 2e-＋Cl2↑ 陰極：2H++2e- → H2↑,增大,HCl,不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽,CuCl2,陽(yáng)極：2Cl- → 2e- ＋Cl2↑ 陰極：Cu2++2e- → Cu↓,減少,CuCl2,活潑金屬的無(wú)氧酸鹽,NaCl,陽(yáng)極：2Cl- → 2e- ＋Cl2↑ 陰極：2H++2e- → H2↑,增大,HCl,不活潑金屬的含氧酸鹽,CuSO4,陽(yáng)極：4OH- → 4e- ＋O2↑ +2H2O 陰極：2Cu2++4e- → 2Cu↓,減小,CuO,【自學(xué)指導(dǎo)二】,通過(guò)自學(xué)課本Ｐ１５－１６，小組討論、互教，完成下列問(wèn)題： ⒈粗銅中含有哪些雜質(zhì)？工業(yè)上是利用什么方法除去這些雜質(zhì)而得到精銅？ ⒉在電解法精煉銅的裝置中，分別用什么材料作陽(yáng)極和陰極？電解質(zhì)是什么？ ⒊請(qǐng)寫(xiě)出用電解法精煉銅的陽(yáng)極和陰極的電極反應(yīng)。 ⒋什么叫陽(yáng)極泥？ ⒌電解完后，電解質(zhì)溶液的濃度有何變化？,⒉銅的電解精煉,粗銅 含雜質(zhì)(Zn Fe Ni Ag Au 等),陽(yáng)極(粗銅) ：,Cu - 2e- = Cu2+,陰極（精銅）：,Cu2++2e- =Cu,雜質(zhì)中比銅活潑的Zn、Ni、Fe等：,Zn - 2e- = Zn2+ Fe-2e- = Fe2+ Ni - 2e- = Ni 2+,活潑性在銅之后的銀、金等：,還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，與其他不溶性雜質(zhì)混在一起成為陽(yáng)極泥。,電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。,【自學(xué)指導(dǎo)三】,通過(guò)自學(xué)課本Ｐ１５－１６，小組討論、 互教，完成下列問(wèn)題： ⒈什么是電鍍？ ⒉電鍍的目的是什么？ ⒊電鍍池由哪幾部分構(gòu)成？ ⒋電鍍有什么特點(diǎn)？,1、定義：,利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過(guò)程。,2、目的：,4、電鍍的特點(diǎn)：,3、電鍍材料的選擇：,陰極——鍍件,電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液,陽(yáng)極——鍍層金屬或惰性電極,使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。,1）陽(yáng)極本身參加電極反應(yīng) 2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變,⒊電鍍,,如：在鐵鑰匙表面鍍上銅,,動(dòng)手空間,材料： 鐵釘，銅片，石墨棒， CuSO4溶液，導(dǎo)線，電源等。 任務(wù)： ①根據(jù)電解原理，設(shè)計(jì)一個(gè)給鐵釘鍍銅的實(shí)驗(yàn)方案。 ②請(qǐng)實(shí)施你的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行總結(jié)。,陽(yáng)極：,陰極：,Cu - 2e- = Cu2+,Cu2++2e- =Cu,原理：,方案一：,陽(yáng)極：銅片 陰極：鐵釘 電解質(zhì)溶液： CuSO4溶液,方案二：,陽(yáng)極：石墨棒 陰極：鐵釘 電解質(zhì)溶液： CuSO4溶液,本節(jié)小結(jié),將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。,應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。,①兩電極接直流電源 ②電極插入電解質(zhì)溶液 ③形成閉合回路,①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極 ②電鍍液須含有鍍層金屬的離子,陽(yáng)極：電源正極相連 陰極：電源負(fù)極相連,陽(yáng)極：鍍層金屬； 陰極：鍍件,陽(yáng)極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng),陽(yáng)極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng),應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。,①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極 ②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子,陽(yáng)極：不純金屬； 陰極：純金屬,陽(yáng)極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1、下列敘述中不正確的是 （ ） A．電解池的陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng) B．原電池跟電解池連接后，電子從電池負(fù)極流向電解池陽(yáng)極 C．電鍍時(shí)，電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生氧化作用 D．電解飽和食鹽水時(shí)，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫 2、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變 B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小 C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比 為1:2 D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比 為1:1 3、用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，電解液的pH增大 了的是 （ ） A、H2SO4 B、KOH C、AgNO3 D、Na2SO4,,B,Ｄ,B,4、關(guān)于電解NaCI水溶液，下列敘述正確的是( ) A．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 B．若在陽(yáng)極附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色 C．若在陰極附近的溶液中滴人酚酞試液，溶液呈無(wú)色 D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬舐湟撼手行?5、下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是( ) A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極 B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極 C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極 D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極,Ｂ,Ａ,6、把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個(gè)電 解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、 鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為（ ） A．1︰2︰3 B．3︰2︰1 C．6︰3︰1 D．6︰3︰2 7、從H+ 、Cu2+ 、Na+ 、SO42- 、 Cl -五種離子中選擇適 當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，符合下列要求。 （1）以石墨棒為電極，電解時(shí)電解質(zhì)質(zhì)量減小，水量不 變，應(yīng)選用的電解質(zhì)是_________ （2）以石墨棒為電極，電解時(shí)電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減 小，應(yīng)選用的電解質(zhì)是_________ （3）以石墨棒為陽(yáng) 極，鐵棒為陰極，電解時(shí)電解質(zhì)質(zhì)量和水量都減小，應(yīng) 選用的電解質(zhì)是_________,D,8、如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。 將電源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F極附近顯紅色。試回答以下 問(wèn)題： (1) 電源A極的名稱是_______。 （2）甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是______________________ ___。 （3）如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是______________。 （4）欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是_______，電鍍液的主要成分是_________(填化學(xué)式)。,謝謝各位老師！請(qǐng)多指教！,