電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能--電解

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1、電 能 轉(zhuǎn) 化 為 化 學(xué) 能 電 解 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：通 過 對(duì) 熔 融 氯 化 鈉 電 解 體 系 的 分 析 ， 使 學(xué) 生掌 握 電 解 、 電 解 池 的 概 念 ， 清 晰 的 建 立 起 電極 反 應(yīng) 的 概 念 并 能 夠 正 確 地 判 斷 陰 極 和 陽 極 。 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) ：對(duì) 電 解 原 理 的 理 解 、 電 極 反 應(yīng) 式 的 書 寫 聯(lián) 想 質(zhì) 疑鈉 和 氯 氣 的 反 應(yīng)Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H=-822.3KJ.mol-1NaCl Na?熱 化 學(xué) 方 程 式 :能 量 (如 電 能 ) 一 、 電 解 原 理交 流 研 討 1、

2、通 電 前 ， 熔 融 氯 化 鈉 中 存 在 哪 些 離 子 ？這 些 離 子 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 怎 樣 ？2、 通 電 后 ， 外 電 路 上 的 電 流 方 向 怎 樣 ？3、 接 通 電 源 后 ， 熔 融 氯 化 鈉 中 Na+、 Cl-各 向 那 個(gè) 方 向 運(yùn) 動(dòng) ？4、 移 到 兩 極 表 面 的 Na +、 Cl-將 發(fā) 生 什 么變 化 ？ 氯氣 鈉熔 融 NaCl 電 解 :讓 直 流 電 通 過 電 解 質(zhì) 溶 液 或 熔 融電 解 質(zhì) ， 從 而 在 兩 個(gè) 電 極 上 分 別 發(fā) 生 氧化 反 應(yīng) （ 陽 極 ） 和 還 原 反 應(yīng) （ 陰 極 ） 的過 程 。

3、電 解 池 :借 助 氧 化 還 原 反 應(yīng) ， 把 電 能 轉(zhuǎn) 化 為化 學(xué) 能 的 裝 置 .一 、 電 解1、 定 義 說 明 ： 1、 惰 性 電 極 ： 用 石 墨 、 鉑 等 材 料 做 的 電 極 ， 一 般 通 電 條 件 下 不 發(fā) 生 反 應(yīng) ； 2、 活 性 電 極 ： 用 鐵 、 鋅 、 銅 等 還 原 性 較 強(qiáng) 金 屬 做 的 電 極 ， 活 性 電 極 作 陽 極 時(shí) ， 優(yōu) 先 發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng) 。 陽 極 ： 與 電 源 正 極 相 連 ， 陰 離 子 移 向 此 極 ， 失 去 電 子 ， 發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng)陰 極 ： 與 電 源 負(fù) 極 相 連

4、， 陽 離 子 移 向 此 極 ， 得 到 電 子 ， 發(fā) 生 還 原 反 應(yīng) 石 墨 電 極 材 料 石 墨 電 極 材 料 陰 極 陽 極 陽 離 子陰 離 子 得電子還原反應(yīng)失電子氧化反應(yīng) 分 析 下 圖 ， 屬 于 電 解 池 的 有 【 練 習(xí) 】 3、 電 極 產(chǎn) 物 的 判 斷 ， 電 極 反 應(yīng) 的 書 寫陽 極 ： 2Cl- Cl2 + 2e- 氧 化 反 應(yīng)陰 極 ： 2Na+ +2e- 2Na 還 原 反 應(yīng)電 極 反 應(yīng) ： 電 極 上 進(jìn) 行 的 半 反 應(yīng) 。 2NaCl 2Na+Cl 2 通 電總 反 應(yīng) 式 ：注 意 ： 書 寫 電 極 反 應(yīng) 式 一 定 要

5、遵 守 電 子 得 失 守 恒 陰 、 陽 兩 極 的 判 斷陰 極 ： 發(fā) 生 還 原 反 應(yīng) 的 電 極 與 電 源 “ -”相 連 的 電 極 得 到 電 子 的 電 極 陽 離 子 移 向 的 電 極陽 極 ： 發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng) 的 電 極 與 電 源 “ +”相 連 的 電 極 失 去 電 子 的 電 極 陰 離 子 移 向 的 電 極 電 離 電 解條 件過 程特 點(diǎn)聯(lián) 系 電 解 質(zhì) 溶 于 水 或受 熱 熔 融 狀 態(tài) 電 解 質(zhì) 電 離 后 再 通直 流 電電 解 質(zhì) 電 離 成 為自 由 移 動(dòng) 的 離 子 陰 陽 離 子 定 向 移 動(dòng) ， 在兩 極 上 發(fā) 生 氧

6、 化 還 原 反應(yīng) 。 通 電只 產(chǎn) 生 自 由 移 動(dòng) 的離 子 發(fā) 生 了 氧 化 還 原 反應(yīng) 產(chǎn) 生 了 新 物 質(zhì)電 解 必 須 建 立 在 電 離 的 基 礎(chǔ) 上例 2NaCl=2Na+Cl2例 NaCl=Na+Cl- 小 結(jié)5.電 離 與 電 解 的 區(qū) 別 與 聯(lián) 系3.正 極 -陽 極 -氧 化 反 應(yīng)負(fù) 極 -陰 極 -還 原 反 應(yīng)1.電 解 -在 直 流 電 的 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 程4.電 解 池 -將 電 能 轉(zhuǎn) 化 為 化 學(xué) 能 的 裝 置2.電 極 反 應(yīng) -半 反 應(yīng)陰

7、離 子 陽 離 子 下 列 說 法 正 確 的 是 ( ) 電 解 是 把 電 能 轉(zhuǎn) 變 成 化 學(xué) 能 ； 電 解 是 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 變 成 電 能 ； 電 解 質(zhì) 溶 液 導(dǎo) 電 是 化 學(xué) 變 化 ； 任 何 電 解 過 程 ， 必 將 導(dǎo) 致 氧 化 還 原 反應(yīng) 的 發(fā) 生 ； 【 隨 堂 練 習(xí) 】 2H2O = 2H2+O2通 電復(fù) 習(xí) 回 顧 H2O H+OH-陰極 陽 極 4OH-O2+2H2O+4e-氧 化 反 應(yīng)4H+4e-2H2還 原 反 應(yīng)2H2O = 2H2+O2通 電水 的 電 離 與 電 解 以石墨為電極電解氯化銅溶液電 解 池 中 裝 有 氯 化 銅 溶

8、液 ， 插 入兩 根 石 墨 棒 作 為 電 極 ， 接 通 直 流電 源 ， 將 濕 潤(rùn) 的 淀 粉 碘 化 鉀 試 紙放 在 陽 極 附 近 ， 觀 察 電 解 池 內(nèi) 的現(xiàn) 象 和 試 紙 顏 色 的 變 化 ?；?動(dòng) 與 探 究 : 實(shí) 驗(yàn) ： 用 惰 性 （ 石 墨 ） 電 極 電 解 氯 化 銅 溶 液現(xiàn) 象 ： 陽 極 ： 有 氣 泡 ， 有 刺 激 性 氣 味 ， 并 能 使 濕 潤(rùn) 的 K I-淀 粉 試 紙 變 藍(lán) （ Cl2) 陰 極 ： 碳 棒 上 有 一 層 紅 色 的 銅 析 出 陰 極陽 極氯氣 銅CuCl 2溶 液 陽 極 ： 2Cl- - 2 e- = Cl2

9、 （ 氧 化 反 應(yīng) 、 失 去 電 子 ） 陰 極 ： Cu2+ + 2 e- = Cu （ 還 原 反 應(yīng) 、 得 到 電 子 ） 電 解 反 應(yīng) ： CuCl2 =Cu + Cl2 電 解 總 結(jié) 1、 并 不 是 所 有 離 子 都 能 在 電 極 上 發(fā) 生 反 應(yīng) 2、 電 極 反 應(yīng) 發(fā) 生 時(shí) ， 電 極 附 近 溶 液 組 成 發(fā)生 變 化 3、 哪 種 離 子 先 放 電 和 離 子 的 氧 化 性 或 還 原性 相 對(duì) 強(qiáng) 弱 有 關(guān) 離 子 的 放 電 順 序陰 離 子 ：陽 離 子 ： 與 金 屬 活 動(dòng) 順 序 相 反 。 即K +、 Ca2+ 、 Na + 、 M

10、g2+ 、 Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、 Pb2+ (H+) Cu2+ 、 Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+. 得 電 子 能 力 依 次 增 強(qiáng)活 性 電 極 陰 離 子 。 即 ：失 電 子 能 力 依 次 減 弱Cu 、 Hg 、 Ag S 2 、 I 、 Br 、 Cl 、OH （ NO3 、 SO4 2 含 氧 酸 根 ） F 實(shí) 例 電 極 反 應(yīng) 濃 度變 化 如 何復(fù) 原 氯 化 鈉 溶 液 陽 極 : 2Cl- 2e- Cl 2陰 極 : 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電 解 減 小 加 HCl陽 極 陰

11、極氯氣 氫氣NaCl溶 液二、電解原理的應(yīng)用1、惰性電極電解飽和食鹽水 分 析 電 解 反 應(yīng) 的 一 般 思 路 ：明 確 電 極 材 料 和 溶 液 中 存 在 哪 些 離 子根 據(jù) 離 子 放 電 順 序 和 陽 極 氧 化 ， 陰 極 還 原的 特 點(diǎn) 分 析 得 出 產(chǎn) 物 ， 寫 出 電 極 反 應(yīng) 式分 析 陰 陽 兩 極 附 近 有 哪 些 離 子 以 石 墨 作 電 極 分 別 電 解 下 列 溶 液 ， 在 陰極 不 能 得 到 氫 氣 的 是 （ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHB練 習(xí) +-純銅粗銅 電解液(CuSO4溶 液 )陰

12、極 ： Cu2+ + 2e- = Cu （ 還 原 反 應(yīng) ）陽 極 ： Cu 2e- = Cu2+ （ 氧 化 反 應(yīng) ）特征純 銅 作 陰 極 ， 粗 銅 作 陽 極陽 極 主 要 金 屬 與 電 解 質(zhì) 中 的 陽 離 子 相 同電 解 液 CuSO 4的 濃 度 基 本 不 變 ， 有 雜 質(zhì) 離 子Zn2+、 Fe2+、 Ni2+ 2、 精 煉 銅陽 極 還 包 含 Zn、 Fe、 Ni失 電 子 ， 且 比 Cu先 失 電 子 +-鐵片銅片 電鍍液(CuSO4溶 液 )陰 極 ： Cu2+ + 2e- = Cu （ 還 原 反 應(yīng) ）陽 極 ： Cu 2e- = Cu2+ （ 氧

13、化 反 應(yīng) ）特征被 鍍 件 作 陰 極 ， 鍍 層 金 屬 作 陽 極陽 極 金 屬 與 電 解 質(zhì) 溶 液 中 的 陽 離 子 相 同電鍍液 CuSO 4的 濃 度 基 本 不 變 3、 電 鍍 銅 電 鍍 的 定 義 ：電 鍍 的 意 義 ： 完 成 下 列 溶 液 的 電 極 反 應(yīng) 式 和 電 解 反 應(yīng) 方 程 式 。 (以 石 墨 為 電 極 電 解 )鹽 酸 ：硫 酸 溶 液 ：NaOH溶 液 :NaCl溶 液 ：CuSO4溶 液 ：想 一 想 電 解 質(zhì) 溶 液 用 惰 性 電 極 電 解 的 示 例 ：電 解類 型 舉 例 電 極 反 應(yīng) 溶 液 PH變 化 溶 液 復(fù) 原

14、 方 法物 質(zhì) 類 別 實(shí) 例僅 溶 劑水 電 解 僅 溶 質(zhì)電 解 溶 質(zhì) 和溶 劑 同時(shí) 電 解 含 氧 酸 H2SO4強(qiáng) 堿 NaOH活 潑 金 屬 的含 氧 酸 鹽 Na2SO4無 氧 酸 HCl 陽 極 ： 4OH-4e- O2+2H2O陰 極 ： 4H+ + 4e- 2H2 減 小增 大不 變 H2O陽 極 ： 2Cl- 2e- Cl2陰 極 ： 2H+2e- H2 增 大 HCl不 活 潑 金 屬的 無 氧 酸 鹽 CuCl2 陽 極 ： 2Cl- 2e- Cl2陰 極 ： Cu2+2e- Cu 減 少 CuCl2活 潑 金 屬 的無 氧 酸 鹽 NaCl 陽 極 ： 2Cl-

15、2e- Cl2陰 極 ： 2H+2e- H2 增 大 HCl不 活 潑 金 屬 的含 氧 酸 鹽 CuSO4 陽 極 ： 4OH- 4e- O2+2H2O陰 極 ： 2Cu2+4e- 2Cu 減 小 CuO 惰 性 材 料 作 電 極 ， 兩 極 接 通 直 流 電 。 含 氧 酸 ， 可 溶 堿 ， 活 潑 金 屬 含 氧 鹽 ， 電 解 實(shí) 為 電 解 水 。 無 氧 酸 電 解 自 身 解 ， pH變 大 濃 度 減 。 活 潑 金 屬 無 氧 鹽 ， 電 解 得 到 相 應(yīng) 堿 。 不 活 潑 金 屬 無 氧 鹽 ， 成 鹽 元 素 兩 極 見 ； 不 活 潑 金 屬 含 氧 鹽 ，

16、電 解 得 到 相 應(yīng) 酸 。 非 惰 性 材 料 作 電 極 ， 既 能 電 解 又 精 煉 ； 鍍 件 金 屬 作 陰 極 ， 鍍 層 金 屬 陽 極 連 ； 陽 粗 陰 純 為 精 煉 ， 電 解 液 含 相 應(yīng) 鹽 。 電 解 都 有 共 同 點(diǎn) ， 陽 極 氧 化 陰 極 還 。電 解 口 訣 陽 極 ： 2Cl - - 2e- = Cl2陰 極 ： 2H+ + 2e- = H2 2HCl H2 + Cl2 通 電 電 解 反 應(yīng) ： 陽 極 ： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2陰 極 ： 4H+ + 4e- = 2H2電 解 反 應(yīng) ： 通 電 2H2O 2H2 + O

17、2 通 電 陽 極 ： 2Cl - Cl2 +2e- 陰 極 ： 2H+ + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 電 解 反 應(yīng) ： 陽 極 ： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2陰 極 ： 2Cu 2+ + 4e- = 2Cu 通 電 電 解 反 應(yīng) ：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2 2.電 解 熔 融 的 氧 化 鋁 可 制 得 金 屬 鋁 .試 寫 出電 極 反 應(yīng) 和 總 的 反 應(yīng) 方 程 式 。陽 極 6O2- 3O2 +12e-陰 極 4Al3+12e- 4Al電 極 總 反 應(yīng) 2Al2O3 4Al+3O2 通 電提 示 ： 氧 化 鋁 在 熔 融 狀 態(tài) 下 以 O2-和 Al3+的 形 式 存 在