电能转化为化学能电解

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1、电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 学习目标：学习目标：通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池的概念，清晰的建立起电掌握电解、电解池的概念，清晰的建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极。极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极。学习重点：学习重点：对电解原理的理解、电极反应式的书写对电解原理的理解、电极反应式的书写联想质疑钠和氯气的反应Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=-822.3KJ.mol-1NaCl Na?热化学方程式热化学方程式:能量能量(如电能如电能)一、电解原理一、电解原理交流研讨交流研讨1、通电前，熔融

2、氯化钠中存在哪些离子？通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？这些离子的运动情况怎样？2、通电后，外电路上的电流方向怎样？通电后，外电路上的电流方向怎样？3、接通电源后，熔融氯化钠中接通电源后，熔融氯化钠中 Na+、Cl-各向那个方向运动？各向那个方向运动？4、移到两极表面的移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么将发生什么变化？变化？氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 电解电解:让让直流电直流电通过电解质溶液或熔融通过电解质溶液或熔融电解质，从而在两个电极上电解质，从而在两个电极上分别发生分别发生氧氧化反应（化反应（阳极阳极）和还原反应（）和还原反应（阴极阴极）的）的过程。过程。电

3、解池电解池:借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置.一、电解一、电解1、定义、定义说明：说明：1 1、惰性电极：用、惰性电极：用石墨、铂石墨、铂等材料等材料 做的电极，做的电极，一般通电条件下不发生反应一般通电条件下不发生反应；2 2、活性电极：用、活性电极：用铁、锌、铜铁、锌、铜等还原性等还原性 较强金属做的电极，较强金属做的电极，活性电极作阳极时，活性电极作阳极时，优先发生氧化反应。优先发生氧化反应。阳极：阳极：与电源与电源正极正极相连，相连，阴离子阴离子移向移向 此极，此极，失去失去电子，发生电子，发生氧化反应氧化反应阴极：阴极：与电源与电源

4、负极负极相连，相连，阳离子阳离子移向移向 此极，此极，得到得到电子，发生电子，发生还原反应还原反应石墨电极材料石墨电极材料石墨电极材料石墨电极材料阴极阴极阳极阳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 分析下图，属于电解池的有分析下图，属于电解池的有【练习】【练习】3 3、电极产物的判断，电极反应的书写、电极产物的判断，电极反应的书写阳极阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反应氧化反应阴极阴极：2Na+2e-2Na 还原反应还原反应电极反应：电极上进行的半反应。电极反应：电极上进行的半反应。2NaCl 2Na+Cl2 通电通电总反应式总反应式：注意注意：书

5、写电极反应式一定要遵守：书写电极反应式一定要遵守电子得失守恒电子得失守恒阴、阳两极的判断阴、阳两极的判断阴极：发生还原反应的电极阴极：发生还原反应的电极 与电源与电源“-”相连的电极相连的电极 得到电子的电极得到电子的电极 阳离子移向的电极阳离子移向的电极阳极：发生氧化反应的电极阳极：发生氧化反应的电极 与电源与电源“+”相连的电极相连的电极 失去电子的电极失去电子的电极 阴离子移向的电极阴离子移向的电极 电电 离离 电电 解解条条 件件过过 程程特特 点点联联 系系电解质溶于水或电解质溶于水或受热受热 熔融状态熔融状态电解质电离后再通电解质电离后再通直流电直流电电解质电离成为电解质电离成为自

6、由移动的离子自由移动的离子 阴阳离子定向移动，在阴阳离子定向移动，在两极上发生氧化还原反两极上发生氧化还原反应。应。通电只产生自由移动的只产生自由移动的离子离子发生了氧化还原反发生了氧化还原反应产生了新物质应产生了新物质电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上例例2NaCl=2Na+Cl2例例NaCl=Na+Cl-小结小结5.电离与电解的区别与联系电离与电解的区别与联系3.正极正极-阳极阳极-氧化反应氧化反应负极负极-阴极阴极-还原反应还原反应1.电解电解-在直流电的作用下在直流电的作用下,电解质在两个电电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程极上分别发生氧化反应和还原反

7、应的过程4.电解池电解池-将电能转化为化学能的装置将电能转化为化学能的装置2.电极反应电极反应-半反应半反应阴离子阴离子阳离子阳离子 下列说法正确的是下列说法正确的是()电解是把电能转变成化学能；电解是把电能转变成化学能；电解是化学能转变成电能；电解是化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学变化；电解质溶液导电是化学变化；任何电解过程，必将导致氧化还原反任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；应的发生；【随堂练习】2H2O =2H2+O2通电通电复习回顾复习回顾H2OH+OH-阴阴极极阳极阳极4OH-O2+2H2O+4e-氧化反应氧化反应4H+4e-2H2还原反应还原反应2H2O =2H2+O

8、2通电通电水的水的电离与电解电离与电解以石墨为电极电解氯化铜溶液电解池中装有氯化铜溶液，插入两根石墨棒作为电极，接通直流电源，将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，观察电解池内的现象和试纸颜色的变化。活动与探究活动与探究:实验实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象：阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有 刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸粉试纸 变蓝（变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层阴极：碳棒上有一层 红色的铜析出红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液 阳极：阳极：2Cl-2 e-=Cl2 （氧化反应、失去

9、电子）（氧化反应、失去电子）阴极：阴极：Cu2+2 e-=Cu （还原反应、得到电子）（还原反应、得到电子）电解反应：电解反应：CuCl2=Cu +Cl2 电解电解总结 1、并不是所有离子都能在电极上发生反应 2、电极反应发生时，电极附近溶液组成发生变化 3、哪种离子先放电和离子的氧化性或还原性相对强弱有关离子的放电顺序离子的放电顺序阴离子阴离子：阳离子阳离子：与金属活动顺序相反。即与金属活动顺序相反。即K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+Sn2+、Pb2+(H+)Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+.得电子得电子能力依次能力依次增强增强活性电极活性电极阴离子。即：阴

10、离子。即：失电子失电子 能力依次能力依次减弱减弱Cu、Hg、Ag S2、I 、Br、Cl、OH （NO3、SO4 2 含氧酸根）含氧酸根）F 实例实例电极反应电极反应浓度浓度变化变化如何如何复原复原 氯化钠溶液氯化钠溶液阳极阳极:2Cl-2e-Cl 2阴极阴极:2H+2e-H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 电解电解减减 小小 加加HCl阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气NaCl溶液溶液二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、惰性电极电解饱和食盐水、惰性电极电解饱和食盐水分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确电极材料和溶液中存在哪些离子明确电极材料和溶液中存在哪

11、些离子根据离子放电顺序和根据离子放电顺序和阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原的特点的特点分析得出产物，写出电极反应式分析得出产物，写出电极反应式分析阴阳两极附近有哪些离子分析阴阳两极附近有哪些离子 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.AgNO3 C.NaCl D.NaOHB练习+-纯铜纯铜粗铜粗铜 电解液电解液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征纯铜作阴极，粗铜作阳极纯铜作阴极，粗铜作阳极阳

12、极主要金属与电解质中的阳离子相同阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精炼铜、精炼铜阳极还包含阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比失电子，且比Cu先失电子先失电子+-铁片铁片铜片铜片 电镀液电镀液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电电镀镀液液CuSO4的浓度基

13、本不变的浓度基本不变3、电镀铜、电镀铜电镀的定义：电镀的定义：电镀的意义：电镀的意义：完成下列溶液的电极反应式和电解反应方程式。完成下列溶液的电极反应式和电解反应方程式。(以石墨为电极电解以石墨为电极电解)盐酸盐酸：硫酸溶液：硫酸溶液：NaOH溶液溶液:NaCl溶液溶液：CuSO4溶液：溶液：想一想 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液复原方法溶液复原方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活

14、泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-2H2减小减小增大增大不变不变H2O阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减少减少CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4

15、e-2Cu减小减小CuO惰性材料作电极，惰性材料作电极，两极接通直流电。两极接通直流电。含氧酸，可溶碱，含氧酸，可溶碱，活泼金属含氧盐，活泼金属含氧盐，电解实为电解水。电解实为电解水。无氧酸电解自身解，无氧酸电解自身解，pHpH变大浓度减。变大浓度减。活泼金属无氧盐，活泼金属无氧盐，电解得到相应碱。电解得到相应碱。不活泼金属无氧盐，不活泼金属无氧盐，成盐元素两极见；成盐元素两极见；不活泼金属含氧盐，不活泼金属含氧盐，电解得到相应酸。电解得到相应酸。非惰性材料作电极，非惰性材料作电极，既能电解又精炼；既能电解又精炼；镀件金属作阴极，镀件金属作阴极，镀层金属阳极连；镀层金属阳极连；阳粗阴纯为精炼，

16、阳粗阴纯为精炼，电解液含相应盐。电解液含相应盐。电解都有共同点，电解都有共同点，阳极氧化阴极还阳极氧化阴极还。电电 解解 口口 诀诀阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2 2HCl H2+Cl2 通电 电解反应：电解反应：阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：4H+4e-=2H2电解反应：电解反应：通电 2H2O 2H2+O2 通电 阳极：阳极：2Cl 2Cl-ClCl2 2+2e+2e-阴极：阴极：2H+2e-H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2 电解反应：电解反应：阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：2Cu 2+4e-=2Cu 通电 电解反应：电解反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O22.2.电解熔融的氧化铝可制得金属铝电解熔融的氧化铝可制得金属铝.试写出试写出电极反应和总的反应方程式。电极反应和总的反应方程式。阳极阳极 6O2-3O2+12e-阴极阴极 4Al3+12e-4Al电电极极总总反反应应 2Al2O3 4Al+3O2 通电通电提示：氧化铝在熔融状态下以提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和和Al3+的形式存在的形式存在