电能转化为化学能

1、 第二节第二节 电能转化为化学能电能转化为化学能钠的制备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。电解法实验实验1：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：现象： 阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸粉试纸变蓝（变蓝（Cl2) 阴极：有金属钠析出阴极：有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子： 阴离子阴离子： 做

2、无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 Na+Cl-（2）判断电极产物并书写电极反应）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离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl- - 2e- Cl2 氧化反应氧化反应 阴极阴极：2Na+ +2e-2Na 还原反应还原反应总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 通电电解电解: : 使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳阴阳两极两

3、极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池: : 借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转化转化为为化学能化学能的装置的装置. .也称也称电解槽电解槽。一、电解一、电解1、定义、定义阳极阳极：阴极阴极：说明：说明：1 1、惰性电极：用、惰性电极：用石墨、金、铂石墨、金、铂等材料等材料 做的电极，做的电极，一般通电条件下不发生反应一般通电条件下不发生反应； 2 2、活性电极：用、活性电极：用铁、锌、铜铁、锌、铜等还原性等还原性 较强金属做的电极，较强金属做的电极，活性电极作阳极时，活性电极作阳极时， 优先发生氧化反应。优先发生氧化反应。 与电源与电源正极正极相连，相

4、连，阴离子阴离子移向移向 此极，此极，失去失去电子，发生电子，发生氧化反应氧化反应 与电源与电源负极负极相连，相连，阳离子阳离子移向移向 此极，此极，得到得到电子，发生电子，发生还原反应还原反应3 3、电子的流向、电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出，流到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。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）注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）4 4、离子定向移动的方向、离子定向移动的方向: : 阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向阳极阳极 移动移动. .阴阴极极

5、阳阳极极阳离子阳离子阴离子阴离子得得电电子子还还原原反反应应失失电电子子氧氧化化反反应应注意：注意：与电离的区别与电离的区别条件条件特征特征阴阳离子无规则地自由阴阳离子无规则地自由运动，无明显的化学变运动，无明显的化学变化化阴阳离子作定向运动，阴阳离子作定向运动，在两极发生氧化还原在两极发生氧化还原反应反应关系关系先电离后电解先电离后电解电离电离电解电解电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程NaCl = Na+ + Cl 2NaCl(熔融熔融)= 2Na + Cl2 通电直流电的作用直流电的作用受热或极性分子的作用受热或极性分子的作用13电解水电解

6、水水水H2、O2电解食盐水电解食盐水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl2电解融熔电解融熔 氯化钠氯化钠NaClNa、 Cl2电解融熔电解融熔 氧化铝氧化铝Al2O3Al 、 O22H2O=2H2 +O2 通电通电2NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 通电通电2NaCl = 2NaCl+ Cl2 通电通电2Al2O3=4Al +3 O2 通电通电实验实验2：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象： 阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有 刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸粉试纸 变蓝（变蓝（Cl2) 阴

7、极：碳棒上有一层阴极：碳棒上有一层 红色的铜析出红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况 阳离子阳离子：H+、Cu2+ 阴离子阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） （3）判断电极产物并书写电极反应）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离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl-

8、 2e- Cl2 氧化反应氧化反应 阴极阴极：Cu2+ + 2e- Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序： 阳离子阳离子氧化氧化性性：Cu2+H+ 阴离子还原性阴离子还原性：Cl-OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况： 氯化铜溶液浓度降低氯化铜溶液浓度降低 CuCl2 Cu+Cl2 通电离子放电顺序：离子放电顺序： 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuA

9、u、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：阳极：阳极： 无论是惰性电极还是活性电极无论是惰性电极还是活性电极都不参与都不参与电极反电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。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：阳离子在阴极上放电顺序是：阴极阴极: :练习练习2：分析以惰性电极电解下列：分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。溶液的电极反应。（）硝酸银溶液（）硝酸银溶液（）氯化钠溶液（）氯化钠溶液（）稀硫酸（）稀硫酸（）氢氧化钠溶液（）氢氧化钠溶液本质是电解水型：本质是电解水型：含氧酸含氧酸 强碱活泼金属的

10、含氧酸盐强碱活泼金属的含氧酸盐本质是电解电解质本身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无氧酸不活泼金属的无氧酸盐氟化物例外放氢生碱型放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐放氧生酸型放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐如如H2SO4 ,N,KNO3如如HCl, CuCl2如如MC，NaCl如如CSO4，AgNO36.惰性电极电解电解质溶液的规律惰性电极电解电解质溶液的规律7、原电池和电解池的比较、原电池和电解池的比较装置装置原电池原电池电解池电解池能量转化能量转化电极名称电极名称电极反应电极反应电子流动电子流动方向方向化学能转化为电能化学能转化为电能电能

11、转化为化学能电能转化为化学能正极、负极正极、负极阴极、阳极阴极、阳极负极：本身失电子，负极：本身失电子，发生氧化反应发生氧化反应正极：溶液中阳离正极：溶液中阳离子（或子（或O2）得电子）得电子,发生还原反应发生还原反应阴极：阳离子得电子，发阴极：阳离子得电子，发生还原反应生还原反应阳极：阳极：惰性电极：阴离惰性电极：阴离子失电子发生氧化反应子失电子发生氧化反应活性电极：本身失电子，活性电极：本身失电子，发生氧化反应发生氧化反应电子由负极流出经电子由负极流出经外电路流入正极外电路流入正极电子由电源负极流出经导电子由电源负极流出经导线流向阴极阳离子得电子；线流向阴极阳离子得电子；阴离子在阳极失电子

12、经导阴离子在阳极失电子经导线流向电源正极线流向电源正极1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴、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（极不能得到氢气的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解、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（质和水的量都发生变化的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH3、以石墨作电极电解水时，可用来增强导电、以石墨作电极电解水时，可用来增强导电性的物质是（性的物质是（ ），溶液），溶液pH值变大的是（值变大的是（ ）A. Na

13、2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBCADCD4、以石墨作电极分别电解下列溶液，、以石墨作电极分别电解下列溶液，1、 Na2S溶液溶液2、AgNO3溶液溶液以上溶液，电解后碱性增强的有以上溶液，电解后碱性增强的有 ，电解后酸性增强的有电解后酸性增强的有 。1，32，43、 CaCl2溶液溶液4、 NaHSO4溶液溶液5、串联电解熔融、串联电解熔融KCl、MgCl2、Al2O3一段时间一段时间后，析出后，析出K、Mg、Al的物质的量之是的物质的量之是 。dabcKI淀粉试纸淀粉试纸6、c作为笔在左边纸上写作为笔在左边纸上写字，字迹变蓝，则字，字迹变蓝，则b是是极，极，c

14、上发生的反应为上发生的反应为，d的总化学反应方程式为的总化学反应方程式为。6:3:2正正2I-2e- =I22KI+2H2O = H2+I2+2KOH通电通电二、电解原理的重要应用二、电解原理的重要应用H+Na+Cl-OH-阳极放出有刺激性气味的气体阳极放出有刺激性气味的气体阴极放出无色无味的气体阴极放出无色无味的气体1、电解饱和食盐水、电解饱和食盐水电极反应方程式电极反应方程式 阴极：阴极： 2H+ +2e = H2阳极：阳极：2Cl- - 2e = Cl2总式：总式：2NaCl +2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2通电通电注意：阴极区注意：阴极区pH值升高，酚酞变红（阴极与负极

15、值升高，酚酞变红（阴极与负极相连）相连）如何提纯氯化钠溶液？如何提纯氯化钠溶液？+-纯铜纯铜粗铜粗铜 电解液电解液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）（氧化反应）特征：特征：纯铜作阴极，粗铜作阳极纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+杂质杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au如何除去？如何除去？2、精炼铜、精炼铜阳极还包含阳极还包含Zn、F

16、e、Ni失电子，且比失电子，且比Cu先失电子先失电子+-铁片铁片铜片铜片 电镀液电镀液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）（氧化反应）特征：特征：被镀件作阴极，镀层金属作阳极被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电电镀镀液液CuSO4的浓度基本不变的浓度基本不变3、电镀铜、电镀铜电镀的定义：电镀的定义：电镀的意义：电镀的意义：+-铁片铁片锌片锌片 电镀液电镀液(ZnCl2溶液溶液)Zn2+H+，则，则Zn2+放电放电4、电镀锌、电镀锌阴极：阴极： Zn2+ + 2e = Zn （还原反应）（还原反应）阳极：阳极： Zn 2e = Zn2+ （氧化反应）（氧化反应）关于电镀的生产和污染及防治关于电镀的生产和污染及防治阳极阳极阴极阴极电解质电解质Al2O3Na3AlF6碳块碳块阴极：阴极： 4Al3+ + 12e = 4Al阳极：阳极： 6O2- - 12e = 3O2总式：总式： 2Al2O3 = 4Al + 3O2通