铜－锌原电池及其原理 (6).ppt

第2节电能转化为化学能电解,第一课时电解的原理,漳平一中化学组朱淑琴,温故而知新,1、电解质电离概念：电解质在溶液中或熔融状态下，离解成带电荷且可自由移动的离子的过程。规律：离子化合物可以在熔融状态或在水溶液中电离；共价化合物只能在水溶液中电离。电离方程式的书写：NaCl=Na+Cl-，CuSO4=Cu2+SO42-。与是否通电无关，电解质先电离出能自由移动的离子才可以导电。,电流的形成：阳离子和阴离子的定向移动形成电流。带电微粒定向移动的方向带正电荷的微粒（一般是阳离子）的移动方向与电流方向一致；带负电荷的微粒（阴离子和电子）的移动方向与电流方向相反。规律：金属和电解质导电时，均遵循欧姆定律；金属导体的导电能力随温度的升高而降低，电解质的导电能力随温度的升高而升高。,交流研讨,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。,讨论：1、接通电源后，熔融氯化钠中Na+和Cl-各向哪个方向移动？2、移到两极的Na+和Cl-将发生什么变化？,用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,现象：阳极（与电源正极连接）：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（与电源负极连接）：有银白色的金属析出,阴极,阳极,氯气,钠,熔融NaCl,实验1,通电前：熔融电解质中的离子做无规则运动阳离子：Na+阴离子：Cl-,通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：与电极材料无关阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）,实验分析,（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：阴极：,总反应式：,2Cl-2e-Cl2氧化反应,2Na+2e-2Na还原反应,阴极产物,阳极产物,借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。,让直流电通过电解质溶液或熔融态的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。,电解:,电解池:,一、电解的原理,1、定义,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,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,阴极,阳极,2、电极的判断,电极材料:1、惰性电极：用石墨、金、铂等材料做的电极，化学性质稳定,不管做阳极还是阴极,都起起导电作用,不参与反应。2、活性电极(除C、Pt、Au外的其他金属)：当做阳极时，除起导电作用外，还优先发生氧化反应。失去电子变成金属阳离子进入溶液中；做阴极时，只起导电作用，本身不参与电极反应。,3、组成条件,(1)外加直流电源提供电能,(2)与电源相连的两个电极,(3)电解质溶液或熔化的电解质帮助实现能量的转化,(4)形成闭合回路,通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。,4、实质,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。(注意：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动.,5、电子的流向,6、离子定向移动的方向,注意：电解与电离的区别,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,受热或水分子的作用,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,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,练习1,电解氯化铜溶液微观模拟,用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,实验2,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,通电前：分析电解质溶液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：,H+、Cu2+,OH-、Cl-,阳极（接电源正极）,阴极（接电源负极）,实验分析,（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：阴极：总式：,（2）判断离子的放电顺序：阳离子氧化性：阴离子还原性：,（4）分析电解质溶液的变化情况：,Cu2+H+,Cl-OH-,2Cl-2e-Cl2氧化反应,Cu2+2e-Cu还原反应,阳极氯离子、阴极铜离子及氯化铜溶液浓度降低,注意:并不是所有的离子都能在电极上发生反应.,7、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,若为活性电极时，电极失电子（金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液）而放电，此时溶液中的阴离子不容易在电极上放电。,S2-I-Br-Cl-OH-SO42-NO3-(等含氧酸根离子）F-,阳极：,若为惰性电极时：电解质溶液中阴离子失电子放电。,常见阴离子在阳极的放电顺序(由易到难)是：,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（指来自酸的电离）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(指来自水的电离)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,无论是惰性电极还是活性电极，电极都不参与放电，发生反应的是溶液中的阳离子。,阴极:,阳离子在阴极上放电顺序是：与金属活动顺序表相反,注意：Fe3+的氧化能力强于Cu2+，但第一阶段只能还原到Fe2+；Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等只能在熔化状态下放