电能转化为化学能——电解.ppt

电能转化为化学能电解,学习目标： 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 极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极。 学习重点： 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-1,NaCl Na,?,热化学方程式:,能量,(如电能),一、电解原理,交流研讨,1、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？ 2、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 Na+、Cl-各向那个方向运动？ 4、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？,熔融NaCl,电解:让直流电通过电解质溶液或熔融电解质，从而在两个电极上分别发生氧化反应（阳极）和还原反应（阴极）的过程。,电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,一、电解,1、定义,说明：1、惰性电极：用石墨、铂等材料 做的电极，一般通电条件下不发生反应； 2、活性电极：用铁、锌、铜等还原性 较强金属做的电极，活性电极作阳极时， 优先发生氧化反应。,阳极：与电源正极相连，阴离子移向 此极，失去电子，发生氧化反应,阴极：与电源负极相连，阳离子移向 此极，得到电子，发生还原反应,石墨电极材料,石墨电极材料,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,2、构成条件,(1)外加直流电源,(2)与电源相连的两个电极,(3)电解质溶液或熔化的电解质,(4)用导线连接形成闭合回路,分析下图，属于电解池的有,【练习】,3、电极产物的判断，电极反应的书写,阳极：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反应 阴极：2Na+ +2e- 2Na 还原反应,电极反应：电极上进行的半反应。,注意：书写电极反应式一定要遵守电子得失守恒,阴、阳两极的判断,阴极：发生还原反应的电极 与电源“-”相连的电极 得到电子的电极 阳离子移向的电极 阳极：发生氧化反应的电极 与电源“+”相连的电极 失去电子的电极 阴离子移向的电极,电解质溶于水或受热 熔融状态,电解质电离后再通直流电,电解质电离成为自由移动的离子,阴阳离子定向移动，在两极上发生氧化还原反应。,通电,只产生自由移动的离子,发生了氧化还原反应产生了新物质,电解必须建立在电离的基础上,例2NaCl=2Na+Cl2,例NaCl=Na+Cl-,小结,5.电离与电解的区别与联系,3.正极-阳极-氧化反应,负极-阴极-还原反应,1.电解-在直流电的作用下,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,4.电解池-将电能转化为化学能的装置,2.电极反应-半反应,阴离子,阳离子,下列说法正确的是( ) 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应的发生；,【随堂练习】,2H2O = 2H2+O2,通电,复习回顾,H2O,H+OH-,阴极,阳极,4OH-O2+2H2O+4e-,氧化反应,4H+4e-2H2,还原反应,2H2O = 2H2+O2,通电,水的电离与电解,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:,实验 ：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象： 阳极：有气泡，有 刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸 变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层 红色的铜析出,阴极,阳极,氯 气,铜,CuCl2溶液,阳极：2Cl- - 2 e- = Cl2 （氧化反应、失去电子） 阴极：Cu2+ + 2 e- = Cu （还原反应、得到电子） 电解反应： CuCl2 =Cu + Cl2 ,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,阴离子 ：,阳离子 ：,与金属活动顺序相反。即,K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+.,得电子能力依次增强,活性电极阴离子。即：,失电子 能力依次减弱,Cu 、 Hg 、 Ag S2、I 、 Br 、 Cl 、 OH （ NO3 、SO4 2 含氧酸根） F ,阳极,阴极,NaCl溶液,二、电解原理的应用 1、惰性电极电解饱和食盐水,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,根据离子放电顺序和阳极氧化，阴极还原的特点分析得出产物，写出电极反应式,分析阴阳两极附近有哪些离子,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（ ） A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH,B,练习,+,-,纯铜,粗铜,电解液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）,特征,纯铜作阴极，粗铜作阳极 阳极主要金属与电解质中的阳离子相同 电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+,2、精炼铜,阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子,+,-,铁片,铜片,电镀液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）,特征,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 电镀液CuSO4的浓度基本不变,3、电镀铜,电镀的定义：,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。 (以石墨为电极电解),盐酸： 硫酸溶液： NaOH溶液: NaCl溶液： CuSO4溶液：,想一想,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e-O2+2H2O 阴极：4H+ + 4e- 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl- 2e-Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：Cu2+2e- Cu,减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH- 4e- O2+2H2O 阴极：2Cu2+4e- 2Cu,减小,CuO,惰性材料作电极， 两极接通直流电。 含氧酸，可溶碱， 活泼金属含氧盐， 电解实为电解水。 无氧酸电解自身解， pH变大浓度减。 活泼金属无氧盐， 电解得到相应碱。 不活泼金属无氧盐， 成盐元素两极见； 不活泼金属含氧盐， 电解得到相应酸。,非惰性材料作电极， 既能电解又精炼； 镀件金属作阴极， 镀层金属阳极连； 阳粗阴纯为精炼， 电解液含相应盐。 电解都有共同点， 阳极氧化阴极还。,电 解 口 诀,阳极：,2Cl - - 2e- = Cl2,阴极：,2H+ + 2e- = H2 ,2HCl H2 + Cl2,电解反应：,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阴极：4H+ + 4e- = 2H2 电解反应：,2