电能转化为化学能—电解PPT课件

1、电解法第1页/共33页注意：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电解池中，电解质溶液的导电过程就是电解过程2NaCl= 2Na+ + 2Cl 2NaCl=2Na+ Cl2 电解直流电的作用受热或极性分子的作用第2页/共33页电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做电解。构成电解池的条件：是电能转变为化是电能转变为化学能的装置！学能的装置！直流电源；与电源负极相连的电极为阴极（还原反应）与电源正极相连的电极为阳极（氧

2、化反应）阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质；电解池：电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理：溶于水或者熔融状态下能导电的化合物溶于水或者熔融状态下能导电的化合物第3页/共33页阳极：阴极：说明：说明：1 1、惰性电极：用石墨、金、铂等材料做、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；的电极，一般通电条件下不发生反应； 2 2、活性电极：用铁、锌、铜等还原性较强、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，优金属做的电极，活性电极作阳极时，优 先发生氧化反应。先发生氧化反应。与电源正极相连，阴离子移向此极，与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子

3、，发生氧化反应失去电子，发生氧化反应与电源负极相连，阳离子移向此极，与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应得到电子，发生还原反应第4页/共33页3 3、电子的流向、电子的流向: :电子从外加电源的负极流出，流电子从外加电源的负极流出，流 到电解池的阴极，从阳极流回电源正极。到电解池的阴极，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: : 阳离子向阴极移动阳离子向阴极移动, , 阴离子向阳极移动。阴离子向阳极移动。第5页/共33页与电源正极相连与电源正极相连阳极

4、阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系第6页/共33页阴极阳极阳离子阴离子得电子还原反应失电子氧化反应第7页/共33页实验现象：有金属钠析出有金属钠析出阴极阳极氯气钠熔融熔融NaCl 有气泡，有刺激性气味，有气泡，有刺激性气味，并能使并能使 湿润的湿润的KI-KI-淀粉试淀粉试纸变蓝（纸变蓝（ClCl2 2) )阳极：阴极：第8页/共33页电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠(见课本见课本P11原理图原理图) 通电前, , NaNa+ + 、 ClCl- - 在 _

5、运动。 通电后, , NaNa+ +向_ _ 极( (与电源_相连) )移动，ClCl- -向_极( (与电源_相连) )移动。电子从电源负极流向_极, ,电极反应为_ ,_ ,发生_反应。电子从电解池阳极流向_极, ,电极反应为_ ,_ ,发生_反应。总反应为_。 阴无规则自由负极阳正极电解池阴2NaCl 2Na +Cl2 通电 氧化还原电源正2Na+ 2e- = 2Na2Cl -2e-=Cl2第9页/共33页 第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第2 2课时课时授课人：刘建玲第10页/共33页阴极阳极阳离子阴离子得电子还原反应失电子氧化反应复习回顾第11页/共33页

6、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确定电极材料及名称导与练P7要点突破第12页/共33页实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜生成。发生还原反应 阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气。发生氧化反应 阳极。反应式：CuCl2 Cu + Cl2 通电 CC熔融CuCl2CuCl2阳极阴极整个装置就是电解池。试以电解知识分析以试以电解知识分析以石墨为电极电解熔融石墨为电极电解熔融氯化铜氯化铜第13页/共33页通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；通电后：Cu2+

7、移向阴极得到电子， Cl移向阳极失去电子；电极反应：阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通电前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 阴极阳极通电后第14页/共33页第15页/共33页演示实验：用石墨做阳极，铁做阴极电解饱和的食盐水实验现象记录：1.1.阴、阳两极电极上均有气泡冒出；阴、阳两极电极上均有气泡冒出；2.2.阴极溶液变红；阴极溶液变红；3.3.阳极产生气体使淀粉碘化钾试纸变蓝色。阳极产生气体使淀粉碘化钾试纸变蓝色

8、。思考并分析上述现象产生的原因；如将阴阳电极的材料互换，产生的现象还一吗？第16页/共33页 H+oooooooooooooooooooo 阴极阳极H2Cl2电解饱和食盐水实验装置e-e-单击电子流动Fe电极石墨电极Na+2Cl -2e- = Cl22H+ + 2e- = H2CloooooooooooooooooooooooOH-第17页/共33页离子放电顺序：离子放电顺序：活性材料作电极时：活性材料作电极时：阳极阳极金属材料优先失电子金属材料优先失电子被氧化被氧化。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中阴离子溶液中阴离子 的放电顺序（由易到难

9、）是：的放电顺序（由易到难）是：S S2-2- SO SO3 32-2- I I- - Br Br- - Cl Cl- - OH OH- - SO SO4 42- 2- NO NO3-3- (等含氧酸根离子）F-阳极：阳极：阴极阴极：（电极材料不反应）：（电极材料不反应）阴离子放电顺序为：阴离子放电顺序为：AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+(H(H+ +) Al) Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa+ +KK+ +第18页/共33页练习：练习：以石墨为电极电解下列溶液，写出相 应的电极反应和总

10、反应。 H2SO4溶液：NaOH溶液:Na2SO4溶液：盐酸：CuCl2溶液：KCl溶液：饱和食盐水：CuSO4溶液：注： KCl溶液与NaCl溶液本质是相同的第19页/共33页H H2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+ +、OHOH- -、SOSO4 42-2- ） 阴极：阴极：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 阳极：阳极：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O = O2+2H+2H2 2O ONaOHNaOH溶液（溶液（H H+ +、NaNa+ +、OHOH- -） 阴极：阴极：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 阳极：

11、阳极：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O = O2+2H+2H2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+ +、NaNa+ +、OHOH- -、SOSO4 42-2-） 阴极：阴极：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 阳极：阳极：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O= O2+2H+2H2O O实质是：电解水实质是：电解水总反应： 2H2H2 2O 2HO 2H2 2 + O + O2 2 通电 第20页/共33页盐酸盐酸HClHCl溶液（溶液（H H+ +、ClCl- - 、OHOH- - ） 阴极：阴极：2H2H+ + + 2e

12、+ 2e- - = H = H2 2 阳极：阳极：2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl= Cl2 2 CuClCuCl2 2溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、ClCl- -、OHOH- -） 阴极：阴极： CuCu2+2+ 2e2e = Cu= Cu 阳极：阳极： 2Cl2Cl2e2e = Cl= Cl2 2总反应：CuCl2 Cu + Cl2 通电 总反应：2HCl H2 2 + Cl2 通电 实质是：电解溶质本身实质是：电解溶质本身第21页/共33页KClKCl溶液（溶液（H H+ +、K K+ +、OHOH- -、ClCl- -） 阴极：阴极：2H2H+ + + 2e +

13、 2e- - = H = H2 2 阳极：阳极：2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl= Cl2 2CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、 SOSO4 42-2- 、OHOH- -） 阴极：阴极： 2Cu2Cu2+2+4e4e = 2Cu= 2Cu 阳极：阳极： 4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O = O2 2+2H+2H2 2O O实质是：电解溶质与水实质是：电解溶质与水总反应：总反应： 2KCl+2H2KCl+2H2 2O HO H2 2+ Cl+ Cl2 2+2KOH+2KOH 通电 总反应：总反应： 2CuSO2CuSO4 4 +2H +

14、2H2 2O OO O2 2+ 2Cu + 2H+ 2Cu + 2H2 2SOSO4 4 通电 第22页/共33页 第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第3 3课时课时授课人：刘建玲第23页/共33页CuCuCuAgCCCuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液写出下列电解池中的电极反应，并思考各有什么现象。第24页/共33页活性电极材料活性电极材料阳极（铜）：阳极（铜）：Cu Cu 2e2e- - = Cu = Cu2+ 2+ （铜电极逐渐溶解铜电极逐渐溶解）阴极（铜）：阴极（铜）：CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu = Cu （铜电极质量增加）（铜

15、电极质量增加）惰性电极材料惰性电极材料阴极：阴极： 2Cu2Cu2+2+4e4e = 2Cu= 2Cu（石墨上有铜析出）（石墨上有铜析出）阳极：阳极： 4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O = O2 2+2H+2H2 2O O（有气泡冒出）（有气泡冒出）CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、 SOSO4 42-2- 、OHOH- -）活性电极材料活性电极材料阳极（铜）：阳极（铜）：Cu Cu 2e2e- - = Cu = Cu2+ 2+ （铜电极逐渐溶解铜电极逐渐溶解）阴极（银）：阴极（银）：CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu = C

16、u （银电极上有铜析出）（银电极上有铜析出）铜的电解精炼铜的电解精炼阅读课本阅读课本P15P151616电镀电镀阅读课本阅读课本P16P161717第25页/共33页2 2、铜的电解精炼原理：粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu比铜活泼的金属：ZnZn、FeFe、NiNi只溶解，不析出； 比铜不活泼的金属：AuAu、PtPt不溶解，而以单质沉积 形成阳极泥；电解质溶液中CuSOCuSO4 4的浓度基本不变；二、电解原理的应用1 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。第26页/共33页3 3、电镀 把待镀的金属制品作阴

17、极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流的作用下，镀层表面就覆盖一层均匀光洁而致密的镀层。4 4、电冶金制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 通电 第27页/共33页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. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、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. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaO

18、H3、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. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBCADCD第28页/共33页一、电解池（3要素电源、电极、 电解质）将电能转化为化学能的装置阳极：与外接电源的正极相连（氧化反应）阴极：与外接电源的负极相连（还原反应）惰性电极（Au、Pt、石墨）阳极：阴离子放电（S S2-2-、I I、BrBr、ClCl、OHOH）阴极：阳离子放（AgAg+ +、 FeFe3+3+、 CuCu2+2+、FeFe2+2+、 ZnZn2+2+等） （阴极材料任何情况都不反应） 非惰性电极即活性电极（阳极自身放电）二、电解原理应用电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀第29页/共33页图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，