電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解.ppt

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電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解,,學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過(guò)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(yáng)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(shū)寫(xiě),聯(lián)想質(zhì)疑鈉和氯氣的反應(yīng),Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s),△H=-822.3KJ.mol-1,NaCl→Na,?,熱化學(xué)方程式:,↑,能量,(如電能),一、電解原理,[交流研討],1、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？,,,,,,,,,,,熔融NaCl,,,電解:讓直流電通過(guò)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(yáng)極）和還原反應(yīng)（陰極）的過(guò)程。,,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(shuō)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(yáng)極時(shí)，優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。,陽(yáng)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，陽(yáng)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(yáng)極,ｅ－,陽(yáng)離子,陰離子,,,得電子還原反應(yīng),失電子氧化反應(yīng),ｅ－,2、構(gòu)成條件,(1)外加直流電源,(2)與電源相連的兩個(gè)電極,(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì),(4)用導(dǎo)線(xiàn)連接形成閉合回路,分析下圖，屬于電解池的有,,③⑥,【練習(xí)】,3、電極產(chǎn)物的判斷，電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě),陽(yáng)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)。,注意：書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式一定要遵守電子得失守恒,陰、陽(yáng)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(yáng)離子移向的電極陽(yáng)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(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上發(fā)生氧化還原反應(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(yáng)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(guò)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),,陰離子,陽(yáng)離子,,,下列說(shuō)法正確的是()①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能；②電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化；④任何電解過(guò)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(yáng)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(yáng)極附近，觀(guān)察電解池內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。,,活動(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(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的KI-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(yáng)極,氯氣,銅,CuCl2溶液,,陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反應(yīng)、失去電子）陰極：Cu2++2e-=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(yáng)離子：,與金屬活動(dòng)順序相反。即,K+、Ca2+、Na+、Mg2+、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﹥S2－、I－、Br－、Cl－、OH－﹥（NO3－、SO42－含氧酸根）﹥F－,,,,,,,,,,,陽(yáng)極,陰極,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(yáng)極氧化，陰極還原的特點(diǎn)分析得出產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式,分析陰陽(yáng)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.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH,B,練習(xí),+,-,,純銅,,粗銅,,電解液(CuSO4溶液),陰極：Cu2++2e-==Cu（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：Cu—2e-==Cu2+（氧化反應(yīng)）,特征,純銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同電解液CuSO4的濃度基本不變，有雜質(zhì)離子Zn2+、Fe2+、Ni2+,2、精煉銅,陽(yáng)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(yáng)極：Cu—2e-==Cu2+（氧化反應(yīng)）,特征,被鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同電鍍液CuSO4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：,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,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(wú)氧酸電解自身解，pH變大濃度減?；顫娊饘贌o(wú)氧鹽，電解得到相應(yīng)堿。不活潑金屬無(wú)氧鹽，成鹽元素兩極見(jiàn)；不活潑金屬含氧鹽，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(yáng)極連；陽(yáng)粗陰純?yōu)榫珶?，電解液含相?yīng)鹽。電解都有共同點(diǎn)，陽(yáng)極氧化陰極還。,電解口訣,陽(yáng)極：,2Cl--2e-==Cl2↑,陰極：,2H++2e-==H2↑,2HClH2↑+Cl2↑,電解反應(yīng)：,,陽(yáng)極：4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極：4H++4e-=2H2↑電解反應(yīng)：,2H2O2H2↑+O2↑,,,,陽(yáng)極：4OH--4e-=2H2O+O2↑,陰極：2Cu2++4e-=2Cu,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(xiě)出電極反應(yīng)和總的反應(yīng)方程式。,提示：氧化鋁在熔融狀態(tài)下以O(shè)2-和Al3+的形式存在,