高中化学第二节 电能转变为化学能课件选修四.pptVIP

第二节电能转化为化学能 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 世界上金属钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的方法 电解法 实验1 用惰性 石墨 电极电解熔融的氯化钠 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 有金属钠析出 阴极 阳极 氯气 钠 熔融nacl 实验分析 通电前 分析熔融电解质中的离子情况阳离子 阴离子 做无规则运动 通电后 必须直流电 1 确定电极名称 阳极 接电源正极 阴极 接电源负极 与电极材料无关 na cl 2 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 氧化反应阴极 2na 2e 2na还原反应总式 电解 使电流通过电解质 溶液或熔融态 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 一 电解 1 定义 阳极 阴极 说明 1 惰性电极 用石墨 金 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 与电源正极相连 阴离子移向此极 失去电子 发生氧化反应 与电源负极相连 阳离子移向此极 得到电子 发生还原反应 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 3 电子的流向 电子从外加电源的负极流出 流到电解池的阴极 再从阳极流回电源正极 注 电子只在外电路定向移动 不能从溶液中移动 4 离子定向移动的方向 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 阴极 阳极 阳离子 阴离子 得电子还原反应 失电子氧化反应 注意 与电离的区别 条件 特征 阴阳离子无规则地自由运动 无明显的化学变化 阴阳离子作定向运动 在两极发生氧化还原反应 关系 先电离后电解 电离 电解 电解池中 电解质溶液的导电过程就是电解过程 直流电的作用 受热或极性分子的作用 书写电解熔融氯化镁 氧化铝的电极反应方程式和总反应方程式 练习1 使用惰性电极电解时 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行 也可以在电解质溶液中进行 以电解氯化铜溶液为例 实验2 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 实验分析 通电前 分析电解质溶液中的离子情况阳离子 h cu2 阴离子 oh cl 做无规则运动 通电后 必须直流电 1 确定电极名称 阳极 接电源正极 阴极 接电源负极 3 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 氧化反应阴极 cu2 2e cu还原反应总式 2 判断离子的放电顺序 阳离子氧化性 cu2 h 阴离子还原性 cl oh 4 分析电解质溶液的变化情况 氯化铜溶液浓度降低 阳极放出有刺激性气味的气体 阴极放出无色无味的气体 5 电解饱和食盐水 电极反应方程式 阴极 2h 2e h2 阳极 2cl 2e cl2 注意 阴极区ph值升高 酚酞变红 阴极与负极相连 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 由易到难 是 s2 i br cl oh so42 no3 等含氧酸根离子 f 阳极 ag fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 h al3 mg2 na ca k 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 阴极 6 电解规律 用惰性电极电解时 电解含氧酸 强碱溶液 活泼金属的含氧酸盐溶液时 实质上是电解水 如电解h2so4 hno3naoh na2so4等溶液时其电极反应式为 电解后溶液中溶质的质量分数增大 若要恢复原来的浓度 只需加入一定量的水即可 6 电解规律 用惰性电极电解时 电解无氧酸溶液 氢氟酸除外 不活泼金属的无氧酸盐溶液时 实质上是电解质本身被电解 如电解盐酸 cucl2溶液等时 电解盐酸 电解后溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量的溶质 通入一定量的hcl气体 6 电解规律 用惰性电极电解时 电解不活泼金属的含氧酸盐时 电解质和水都有一部分被电解 如电解cuso4溶液 agno3溶液等 电解cuso4溶液 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量金属氧化物 6 电解规律 用惰性电极电解时 电解活泼金属的无氧酸盐溶液时 电解质和水都有一部分被电解 如电解nacl溶液等 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需通入一定量的hcl 练习2 分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应 硝酸银溶液 氯化钠溶液 稀硫酸 氢氧化钠溶液 1 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 na2so4b agno3c nacld naoh 2 以石墨作电极分别电解下列溶液 电解质和水的量都发生变化的是 a na2so4b agno3c nacld naoh 3 以石墨作电极电解水时 可用来增强导电性的物质是 溶液ph值变大的是 a na2so4b agno3c nacld naoh 练习 b bc ad cd 4 以石墨作电极分别电解下列溶液 1 na2s溶液 2 agno3溶液 以上溶液 电解后碱性增强的有 电解后酸性增强的有 1 3 2 4 3 fecl2溶液 4 nahso4溶液 5 串联电解熔融kcl mgcl2 al2o3一段时间后 析出k mg al的物质的量之是 6 3 2 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 杂质zn fe ni ag au如何除去 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 铁片 锌片 电镀液 zncl2溶液 zn2 h 则zn2 放电 4 电镀锌 阴极 zn2 2e zn 还原反应 因 离子浓度远大于 离子浓度阳极 zn 2e zn2 氧化反应 关于电镀的生产和污染及防治 阳极 阴极 电解质al2o3na3alf3 碳块 阴极 4al3 12e 4al 阳极 6o2 12e 3o2 氯化铝的熔点很低 为何工业上不用