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

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第２節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學能—電解,第１課時 電解的原理,學習目標：,⒈掌握電解、電解池概念． ⒉清晰地建立起電極反應的概念。 ⒊能正確地判斷電解池的陰極和陽極。 ⒋掌握一些常見離子的放電順序。 ⒌會正確地書寫電極反應。,【自學指導一】,通過自學課本Ｐ１１－１２，小組討論、互教，完成下列問題： ⒈什么叫電解？什么叫電解池？并舉例說明． ⒉電解池由哪幾部分構成？ ⒊什么叫電極？常用的電極材料有哪些？ ⒋什么叫電極反應？,,知識點一 基本概念,⒈電解：讓直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)，在兩極分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。,如：對熔融ＮaＣl通電獲得金屬Ｎa的過程；,⒉電池池：將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。,如：對熔融ＮaＣl通電獲得金屬Ｎa的裝置；,對飽和ＮaＣl溶液通電獲得ＮaＯＨ、Ｏ２、Ｃl２的過程。,對飽和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,陽極：,發(fā)生氧化反應的電極。,陰極：,發(fā)生還原反應的電極。,,①電極,②電極反應：,在電極上進行的半反應，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),(與電源負極相連),【自學指導二】,通過用石墨片、鐵片作電極對熔融的氯 化鈉通電進行實驗探究，小組討論、互教， 完成下列問題： ⒈在通電前，熔融ＮaＣl存在有哪些離子？這些離子的運動情況如何？ ⒉接通電后，熔融ＮaＣl中Ｎa＋、Ｃl－各向哪個方向移動？ 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，哪個是陽極，哪個是陰極？ ⒌分別寫出陽極、陰極的反應。,,知識點二 電解原理（以電解氯化鈉為例）,實驗：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 濕潤的KI-淀 粉試紙變藍（Cl2),鐵電極：有銀白色金屬析出,,,,,,,,,,,,,,,,鐵片,石墨,氯 氣,鈉,熔融NaCl,,實驗分析：,通電前：熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽離子：Na+ 陰離子：Cl- 做無規(guī)則運動,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）,→,獲得電子,金屬Ｎa,（還原反應）,陰極,→,失去電子,Ｃl２,（氧化反應）,陽極,,,電極反應: 陽極：2Cl- － 2e- →Cl2↑ 氧化反應 陰極：2Na+ +2e-→2Na 還原反應 總式：,針對練習1： 分析下圖，屬于電解池的有( ),③⑥,【自學指導三】,通過自學課本，小組討論、互教，完成下列問題： ⒈可以從哪幾個方面去確定電解池的陰、陽極？ 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)物以及書寫電極反應？,與電源正極相連,陰極,與電源負極相連,發(fā)生氧化反應,陽離子移向,陰離子移向,發(fā)生還原反應,,,,,陽極,電解池陰、陽極的判斷,電子流向,與電源的連接,反應類型,,,知識點三,離子的放電,⒈定義：陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。,⒉離子的放電順序,陽極： ①活性材料作電極時：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進入溶液，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：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-,知識點四,陰極:,無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。 陽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：當離子濃度相差較大時，放電順序要發(fā)生變化，相同時按H+,不同時按（H+）,電極反應的寫書 （以電解CuCl2溶液為例）,CuCl2溶液,⒈看電極,主要是看陽極是何類型的電極，若為活潑電極，電極本身被氧化發(fā)生氧化反應．陰極一般都不參與電極反應．,石墨作陽極，鐵片作陰極，所以兩個電極都不會反應．,,知識點五,⒉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- ）,陽離子：,,H+、Cu2+,陰離子：,OH-、Cl-,⒊判斷離子的放電順序,陽離子：,Cu2+ ﹥ H+,陰離子：,Cl-﹥ OH-、,⒋判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應,陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電,陽極：,,2Cl-－2e-→Cl2 ↑,陰極：,Cu2++2e- → Cu,總反應：,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，寫出電極反應式 1、 HCI溶液 2、 NaOH溶液 3、ＣuＳO４溶液,,,,針對練習２：,,,,,+,ˉ,,,,K斷開,,,,電解池工作原理微觀動畫 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畫 示意圖,e-,,陽極：2Cl--2 e- =Cl2↑,陰極：2H+ + 2e-=H2↑,減小,增大,加HCl,,,,,,,,,,,,,,陽極C,陰極C,氯氣,氫 氣,鹽酸溶液,第一組：電解HCl溶液,,陰極,,,,,,,,,,,,,,陽極,氧氣,氫 氣,陽極：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,陽極：4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑,減 小,,,第２節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學能—電解 （第２課時）,電解池的應用,學習目標： ⒈能運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了解這些復雜的電解池體系中所發(fā)生的反應以及電解的實用價值。,【自學指導一】,按課本Ｐ１３圖１-２-４所示安裝儀器，用石墨片作電極對飽和的食鹽水通電進行實驗探究，小組討論、互教，完成下列問題： ⒈飽和食鹽水中可能存在哪些離子？在電場中它們的移動方向如何，可能發(fā)生的電極反應是什么？ ⒉接通電源后，觀察電極表面的現(xiàn)象，根據(jù)你已有的化學知識，設法檢驗兩極附近溶液組成的變化并判斷氣體產(chǎn)物。 ⒊判斷陰極和陽極，寫出電極反應式和電解反應的化學方程式。,1.電解食鹽水,現(xiàn)象： 陽極：有氣泡產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟牡矸郏璌I溶液變藍 陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅,陽極：2Cl--2e- =Cl2↑ 陰極：2H++2e- =H2↑,實驗裝置,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- → 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,【自學指導二】,通過自學課本Ｐ１５－１６，小組討論、互教，完成下列問題： 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極和陰極？電解質(zhì)是什么？ ⒊請寫出用電解法精煉銅的陽極和陰極的電極反應。 ⒋什么叫陽極泥？ 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)混在一起成為陽極泥。,電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。,【自學指導三】,通過自學課本Ｐ１５－１６，小組討論、 互教，完成下列問題： 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成？ ⒋電鍍有什么特點？,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程。,2、目的：,4、電鍍的特點：,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,陽極——鍍層金屬或惰性電極,使金屬增強抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。,1）陽極本身參加電極反應 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,,動手空間,材料： 鐵釘，銅片，石墨棒， CuSO4溶液，導線，電源等。 任務： ①根據(jù)電解原理，設計一個給鐵釘鍍銅的實驗方案。 ②請實施你的實驗方案并進行總結。,陽極：,陰極：,Cu - 2e- = Cu2+,Cu2++2e- =Cu,原理：,方案一：,陽極：銅片 陰極：鐵釘 電解質(zhì)溶液： CuSO4溶液,方案二：,陽極：石墨棒 陰極：鐵釘 電解質(zhì)溶液： CuSO4溶液,本節(jié)小結,將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置。,應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極 ②電鍍液須含有鍍層金屬的離子,陽極：電源正極相連 陰極：電源負極相連,陽極：鍍層金屬； 陰極：鍍件,陽極：氧化反應 陰極：還原反應,陽極：氧化反應 陰極：還原反應,應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極 ②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子,陽極：不純金屬； 陰極：純金屬,陽極：氧化反應 陰極：還原反應,達標檢測,1、下列敘述中不正確的是 （ ） A．電解池的陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應 B．原電池跟電解池連接后，電子從電池負極流向電解池陽極 C．電鍍時，電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化作用 D．電解飽和食鹽水時，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫 2、用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是（ ） A．電解稀硫酸溶液，實質(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、關于電解NaCI水溶液，下列敘述正確的是( ) A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 B．若在陽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，溶液呈無色 D．電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后落液呈中性 5、下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是( ) A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極 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，用鋅作陽極,Ｂ,Ａ,6、把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個電 解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時間后，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?shù)碾x子組成電解質(zhì)，符合下列要求。 （1）以石墨棒為電極，電解時電解質(zhì)質(zhì)量減小，水量不 變，應選用的電解質(zhì)是_________ （2）以石墨棒為電極，電解時電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減 小，應選用的電解質(zhì)是_________ （3）以石墨棒為陽 極，鐵棒為陰極，電解時電解質(zhì)質(zhì)量和水量都減小，應 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 問題： (1) 電源A極的名稱是_______。 （2）甲裝置中電解反應的總化學方程式是______________________ ___。 （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應該是_______，電鍍液的主要成分是_________(填化學式)。,謝謝各位老師！請多指教！,