高中化学 1.2《电能转化为化学能—电解》2同课异构课件 鲁科版选修4.ppt

第2节电能转化为化学能 电解 第1章化学反应与能量转化 物以稀为贵 在100多年前 铝曾是一种稀有的金属 被称为 银色的金子 法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的富有和尊贵 制造了一顶名贵的皇冠 铝皇冠 在举行盛大宴会时 只有他使用一套铝餐具 为什么铝制品在当时那么昂贵呢 但是今天铝制品却被广泛使用 这又是为什么呢 想一想 因为当时铝的冶炼比较困难 但是今天我们找到了铝的冶炼方法 电解法 质疑 在生产实践中 人们是如何通过提供电能使氯化钠分解而制得金属钠的 联想 金属钠与氯气的反应 以电解熔融氯化钠为例 实验1 交流 研讨 1 通电前 熔融氯化钠中有哪些离子 这些离子的运动情况怎样 2 电解时 外电路上的电流方向怎样 3 接通电源后 熔融氯化钠中na 和cl 各向哪个方向移动 4 移动到两极表面的na 和cl 将发生什么变化 熔融nacl 石墨电极 铁电极 交流 研讨 1 通电前 熔融nacl里有哪些离子 它们的运动情况如何 熔融nacl 无规则运动 2 通电时 外电路的电流方向如何 e 阴极 阳极 3 接通电源后 和往哪个方向移动 e 2na 2e 2na还原反应 2cl 2e cl2 氧化反应 实验现象 石墨片上有 产生 并可闻到 气味 铁片上逐渐覆盖一层 物质 实验结论 在通直流电条件下 熔融氯化钠发生了化学变化 其化学方程式为 钠生成于与电源 极相连的铁片上 氯气生成于与电源 极相连的石墨片上 气体 刺激性 银白色 nacl na cl2 通电 负 正 原理分析 通电前 熔融氯化钠完全电离为 和 离子作 运动 通电后 自由移动的离子改做定向移动 在电场作用下 na 移向与电源的 极相连的电极 cl 移向与电源的 极相连的电极 与电源负极相连的电极带有 在这个电极上 电子 被还原为 可用式子表示为 与电源 极相连的电极带有 电荷 将电子转移给这个电极 自身被氧化为 最终生成 可用式子表示为 将两个电极上所发生的反应组合起来 就是电解nacl制备金属na的化学反应 化学方程式为 na cl 无规则自由运动 负 正 电子 na 得 na na e na 正 正电荷 cl cl cl2 2cl cl2 2e 2nacl 2na cl2 通电 一 电解的概念 在 作用下 电解质在两个电极上分别发生 和 的过程 注意 电解时所用电流必须是 电 而不是 电 熔融态电解质可以被电解 溶液也可被电解 电解过程中 电能转化为 能而 储存 在反应产物中 直流电 氧化反应 还原反应 直流 交流 电解质 化学能 氧化反应 还原反应 一 电解的原理 交流 研讨 电解池的形成条件有哪些 电解池的构成条件 1 直流电源 2 两个固体电极 与电源正极相连的叫 与电源负极相连的叫 3 熔融态电解质或电解质溶液 4 构成闭合回路 阳极 阴极 三 电极反应 1 电极上进行的 叫电极反应 2 阳极 发生 反应 阴极 发生 反应 3 电解熔融氯化钠时的电极反应式为 阳极 氧化反应 阴极 还原反应 半反应 氧化 还原 2cl cl2 2e 2na 2e 2na 思考 电解和电离的区别和联系 溶于水 熔融 电场 自由移动离子 定向移动 得失电子 na cl 2na cl2 通电 自由移动离子 氧化还原反应 电 化学 巩固提高 1 判断 1 电解 电离均需要通电才能实现 2 电解质溶液导电过程就是电解过程 2 下列关于电解池的说法正确的是 a电源的负极就是阴极b与直流电流正极相连的是阴极c与直流电源负极相连的电极上发生还原反应d阳极上发生还原反应 ac 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 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 由易到难 是 s2 so32 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 本质是电解水型 含氧酸强碱活泼金属的含氧酸盐 本质是电解电解质本身 无氧酸不活泼金属的无氧酸盐氟化物例外 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 放氧生氢型 不活泼金属的含氧酸盐 如n kno3 h2so4 如hi cucl2 如m c 如c so4 惰性电极电解电解质溶液的规律 电解原理工作示意图 原电池和电解池的比较 化学能转化为电能 电能转化为化学能 正极 负极 阴极 阳极 负极 本身失电子 发生氧化反应正极 溶液中阳离子 或o2 得电子 发生还原反应 阴极 阳离子得电子 发生还原反应阳极 惰性电极 阴离子失电子发生氧化反应 活性电极 本身失电子 发生氧化反应 电子由负极流出经外电路流入正极 电子由电源负极流出经导线流向阴极阳离子得电子 阴离子在阳极失电子经导线流向电源正极 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 c作为笔在左边纸上写字 字迹变蓝 则b是 极 c上发生的反应为 d的总化学反应方程式为 6 3 2 正 2i 2e i2 二 电解原理的重要应用 阳极放出有刺激性气味的气体 阴极放出无色无味的气体 1 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 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