高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能电解（第1课时）电解原理课件 鲁科版选修4.ppt

选修4第1章第2节电能转化为化学能 电解第1课时电解原理2 1 以电解熔融氯化钠为例 理解并掌握电解池的概念和构成条件 2 掌握电解原理 3 掌握电解池的阴极 阳极的电极反应式的书写 4 掌握电解食盐水 铜的电解精炼和电镀 已知 1molna在氯气中燃烧放出411kj的热量 试写出该反应的热化学方程式 联想 质疑 金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的 这个原理应用于工业生产 约在1891年才获得成功 1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了 由于金属钠在现代技术上得到重要应用 它的产量显著地增加 目前 世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法 少数仍沿用电解氢氧化钠的方法 电解是将电能转化为化学能的一种重要方法 自学指导一 通过自学课本 小组讨论 互教 完成下列问题 什么叫电解 什么叫电解池 并举例说明 电解池由哪几部分构成 什么叫电极 常用的电极材料有哪些 什么叫电极反应 钠的制备 钠的化学性质很活泼 这给钠的制取带来一定的困难 目前 世界上生产金属钠多数用电解熔融氯化钠的方法 知识点一基本概念 电解 让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质 在两极分别发生氧化反应和还原反应的过程 如 对熔融 a l通电获得金属 a的过程 电池池 将电能转化为化学能的装置 如 对熔融 a l通电获得金属 a的装置 对饱和 a l溶液通电获得 a l 的过程 对饱和 a l溶液通电获得 a l 的装置 电解 使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程 电解池 借助氧化还原反应 把电能转化为化学能的装置 构成条件 1 外加直流电源 2 与电源相连的两个电极 接电源正极的为阳极 发生氧化反应接电源负极的为阴极 发生还原反应 3 电解质溶液或熔化的电解质 电解池形成的条件 直流电源 固体电极材料 一般是金属材料或石墨 电解质溶液或熔融电解质 电极及电极反应 阳极 发生氧化反应的电极 阴极 发生还原反应的电极 电极 电极反应 在电极上进行的半反应 它可以表示电极上物质的变化和电子的转移 与电源正极相连 与电源负极相连 自学指导二 通过用石墨片 铁片作电极对熔融的氯化钠通电进行实验探究 小组讨论 互教 完成下列问题 在通电前 熔融 a l存在有哪些离子 这些离子的运动情况如何 接通电后 熔融 a l中 a l 各向哪个方向移动 移到两极表面的 a l 将发生什么变化 石墨片和铁片 哪个是阳极 哪个是阴极 分别写出阳极 阴极的反应 知识点二电解原理 以电解氯化钠为例 实验 用石墨片 铁片作电极电解熔融的氯化钠 现象 石墨电极 有气泡 有刺激性气味 并能使湿润的ki 淀粉试纸变蓝 cl2 铁电极 有银白色金属析出 铁片 石墨 氯气 钠 熔融nacl 实验分析 通电前 熔融电解质中的离子情况阳离子 na 阴离子 cl 做无规则运动 通电后 必须直流电 l 移向石墨电极 a 移向铁电极 定向移动 获得电子 金属 a 还原反应 阴极 失去电子 l 氧化反应 阳极 电极反应 阳极 2cl 2e cl2 氧化反应阴极 2na 2e 2na还原反应总式 自学指导三 通过自学课本 小组讨论 互教 完成下列问题 可以从哪几个方面去确定电解池的阴 阳极 什么叫离子的放电 离子的放电有什么规律 如何去分析电解产物以及书写电极反应 与电源正极相连 阴极 与电源负极相连 发生氧化反应 阳离子移向 阴离子移向 发生还原反应 阳极 电解池阴 阳极的判断 电子流向 与电源的连接 反应类型 知识点三 离子的放电 定义 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电 离子的放电顺序 阳极 活性材料作电极时 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液 阴离子不容易在电极上放电 用惰性电极 pt au 石墨 钛等 时 溶液中阴离子的放电顺序 由难到易 是 s2 so32 i br cl oh no3 so42 等含氧酸根离子 f 知识点四 离子放电顺序 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电 活性材料作电极时 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液 阴离子不容易在电极上放电 用惰性电极 pt au 石墨 钛等 时 溶液中阴离子的放电顺序 由难到易 是 s2 so32 i br cl oh no3 so42 等含氧酸根离子 f ag fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 h al3 mg2 na ca k 注 当离子浓度相差较大时 放电顺序要发生变化 相同时按h 不同时按 h 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应 发生反应的是溶液中的阳离子 阳离子在阴极上放电顺序是 阳极 阴极 电极反应的写书 以电解cucl2溶液为例 cucl2溶液 看电极 主要是看阳极是何类型的电极 若为活泼电极 电极本身被氧化发生氧化反应 阴极一般都不参与电极反应 石墨作阳极 铁片作阴极 所以两个电极都不会反应 知识点五 看离子 分析通电前电解质溶液中的离子情况 水溶液始终存在有h 和oh 阳离子 h cu2 阴离子 oh cl 判断离子的放电顺序 阳离子 cu2 h 阴离子 cl oh 判断电极产物并书写电极反应 阳离子移向阴极放电 阴离子移向阳极放电 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 总反应 得失电子的总数目一定要相等 k断开 电解池工作原理微观动画示意图 石墨电极 铁电极 k闭合 e e e e e e e e 熔融nacl 石墨电极 铁电极 电解池工作原理微观动画示意图 e 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 减小 增大 加hcl 阳极c 阴极c 氯气 氢气 盐酸溶液 第一组 电解hcl溶液 阴极 阳极 氧气 氢气 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4h 4e 2h2 变大 变大 加h2o 2h2o 2h2 o2 通电 第二组 电解naoh溶液 阴极 阳极 氧气 铜 2cuso4 2h2o2cu o2 2h2so4 阴极 2cu2 4e 2cu 减小 加适量cuo固体 第三组 电解cuso4溶液 阳极 4oh 4e 2h2o o2 减小 电解规律 阴极 阳极 氯气 铜 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e 2cu 减小 减小 cucl2 cucl2溶液 阳极 阴极 氧气 氢气 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4h 4e 2h2 变大 不变 加h2o na2so4溶液 2h2o2h2 o2 阳极 阴极 氯气 氢气 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 减小 增大 加hcl nacl溶液 阳极 阴极 氧气 铜 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 cu2 2e cu 减小 减小 加cuo cuso4溶液 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 同步练习 1 写出下列装置的电极反应式 并判断a b c溶液ph值的变化 2 如上图所示 通电后a极上析出ag 对该装置的有关叙述正确的是a p是电源的正极b f极上发生的反应为 4oh 4e 2h2o o2 c 电解时 甲 乙 丙三池中 除e f两极外 其余电极均参加了反应d 通电后 甲池的ph减小 而乙 丙两池溶液的ph不变 b 3 为下图所示装置中 a b都是惰性电极 通电一段时间后 b极附近溶液呈红色 下列说法正确的是a x是正极 y