第一章第二节电解--第一课时第二课时课件.ppt

第二节电能转化为化学能电解,第一课时,2012.9.7,学习目标：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,回顾：钠和氯气的反应,方程式：Na+Cl22NaCl,已知：1molNa在氯气中燃烧放出411.15kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式。,热化学方程式:2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=-822.3kJmol-1,联想*质疑,思考：,1、在上述反应中主要存在着什么形式能之间的相互转化？2、除此之外，化学反应还可能有哪些形式的能之间可以相互转化？3、根据以上热化学方程式及能量的转化方式思考，如果以氯化钠为原料制备金属钠，我们应该怎样设计实验？,化学能与热能,化学能与光能、化学能与电能,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。,模拟工业电解熔融氯化钠,石墨,铁,一：电解的原理,1、现象：石墨极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2),铁极：有银白色固体生成（Na）,交流研讨,1.熔融氯化钠中存在哪些微粒？通电前它们是怎样运动的？,2.通电后微粒是怎样运动的？,3.微粒在两极各发生什么变化？,+,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-,【实验分析】,实验分析：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况,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,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,注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒,1、电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。,2、电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,总结,3、构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个固体电极：(3)电解质溶液或熔融的电解质(4)构成闭合回路,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,4、电极名称判断,5、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）,6、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,工作原理,注意：惰性电极与活性电极：惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应,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-,练一练,以石墨为电极电解下列物质，写出电极反应并指明反应类型。(1)熔融氯化镁(2)熔融氧化铝,阴极：Mg2+2e-=Mg,氧化反应,还原反应,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：4Al3+12e-=4Al,氧化反应,还原反应,阳极：6O2-12e-=3O2,7.电解规律：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。,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人溶液，阴离子在电极上不放电用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S2-I-Br-Cl-OH-(含氧酸根）,阴极:,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：,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,2.产物：金属阳离子得电子得到相应金属单质,3.Al3+Mg2+Na+Ca2+K+在溶液中永远不会放电,1.当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化（电镀池）,注意：,本节结束,作业：,二、电解原理的应用,第二课时,电解饱和食盐水反应原理,思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。,在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源,实验装置,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,+,阴极,阳极,Na+,现象：阳极：有气泡冒出生成黄绿色、有刺激性气味的气体，使湿润的淀粉KI试纸变蓝阴极：有气泡冒出，生成无色无味的气体，滴加酚酞溶液变红,实验装置,电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。,e-,e-,e-,e-,e-,e-,e-,e-,+,饱和NaCl溶液,石墨电极,石墨电极,电解饱和食盐水动画示意图,e-,（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：,氯碱工业:离子交换膜法制烧碱,a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,精制食盐水,杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,相关的离子方程式,电解规律的应用,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,CuCl2,CuCl2溶液,电解电解质本身,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,变小,通HCI,盐酸,阳极,阴极,氯气,氢气,变大,电解电解质本身,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,电解水型,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-2H2,变大,H2SO4,阳极,阴极,氢气,氧气,减小,加H2O,电解水型,阴极:4H+4e-=2H2,变大,NaOH,阳极,阴极,氢气,氧气,变大,加H2O,电解水型,阳极:4OH-4e-=2H2O+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,放氢生碱型：MgCI2、AICI3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,放氧生酸型,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,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,练一练,1.下列说法错误的是（）A由电能转化为化学能的装置叫电解池B在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极C在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极D电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应,C,2.下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是()A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b