电能转化为化学能--电解

电 能 转 化 为 化 学 能 电 解 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 联 想 质 疑钠 和 氯 气 的 反 应Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H=-822.3KJ.mol-1NaCl Na?热 化 学 方 程 式 :能 量 (如 电 能 ) 一 、 电 解 原 理交 流 研 讨 1、 通 电 前 ， 熔 融 氯 化 钠 中 存 在 哪 些 离 子 ？这 些 离 子 的 运 动 情 况 怎 样 ？2、 通 电 后 ， 外 电 路 上 的 电 流 方 向 怎 样 ？3、 接 通 电 源 后 ， 熔 融 氯 化 钠 中 Na+、 Cl-各 向 那 个 方 向 运 动 ？4、 移 到 两 极 表 面 的 Na +、 Cl-将 发 生 什 么变 化 ？ 氯气 钠熔 融 NaCl 电 解 :让 直 流 电 通 过 电 解 质 溶 液 或 熔 融电 解 质 ， 从 而 在 两 个 电 极 上 分 别 发 生 氧化 反 应 （ 阳 极 ） 和 还 原 反 应 （ 阴 极 ） 的过 程 。 电 解 池 :借 助 氧 化 还 原 反 应 ， 把 电 能 转 化 为化 学 能 的 装 置 .一 、 电 解1、 定 义 说 明 ： 1、 惰 性 电 极 ： 用 石 墨 、 铂 等 材 料 做 的 电 极 ， 一 般 通 电 条 件 下 不 发 生 反 应 ； 2、 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 先 发 生 氧 化 反 应 。 阳 极 ： 与 电 源 正 极 相 连 ， 阴 离 子 移 向 此 极 ， 失 去 电 子 ， 发 生 氧 化 反 应阴 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 石 墨 电 极 材 料 石 墨 电 极 材 料 阴 极 阳 极 阳 离 子阴 离 子 得电子还原反应失电子氧化反应 分 析 下 图 ， 属 于 电 解 池 的 有 【 练 习 】 3、 电 极 产 物 的 判 断 ， 电 极 反 应 的 书 写阳 极 ： 2Cl- Cl2 + 2e- 氧 化 反 应阴 极 ： 2Na+ +2e- 2Na 还 原 反 应电 极 反 应 ： 电 极 上 进 行 的 半 反 应 。 2NaCl 2Na+Cl 2 通 电总 反 应 式 ：注 意 ： 书 写 电 极 反 应 式 一 定 要 遵 守 电 子 得 失 守 恒 阴 、 阳 两 极 的 判 断阴 极 ： 发 生 还 原 反 应 的 电 极 与 电 源 “ -”相 连 的 电 极 得 到 电 子 的 电 极 阳 离 子 移 向 的 电 极阳 极 ： 发 生 氧 化 反 应 的 电 极 与 电 源 “ +”相 连 的 电 极 失 去 电 子 的 电 极 阴 离 子 移 向 的 电 极 电 离 电 解条 件过 程特 点联 系 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- 小 结5.电 离 与 电 解 的 区 别 与 联 系3.正 极 -阳 极 -氧 化 反 应负 极 -阴 极 -还 原 反 应1.电 解 -在 直 流 电 的 作 用 下 ,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4.电 解 池 -将 电 能 转 化 为 化 学 能 的 装 置2.电 极 反 应 -半 反 应阴 离 子 阳 离 子 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) 电 解 是 把 电 能 转 变 成 化 学 能 ； 电 解 是 化 学 能 转 变 成 电 能 ； 电 解 质 溶 液 导 电 是 化 学 变 化 ； 任 何 电 解 过 程 ， 必 将 导 致 氧 化 还 原 反应 的 发 生 ； 【 随 堂 练 习 】 2H2O = 2H2+O2通 电复 习 回 顾 H2O H+OH-阴极 阳 极 4OH-O2+2H2O+4e-氧 化 反 应4H+4e-2H2还 原 反 应2H2O = 2H2+O2通 电水 的 电 离 与 电 解 以石墨为电极电解氯化铜溶液电 解 池 中 装 有 氯 化 铜 溶 液 ， 插 入两 根 石 墨 棒 作 为 电 极 ， 接 通 直 流电 源 ， 将 湿 润 的 淀 粉 碘 化 钾 试 纸放 在 阳 极 附 近 ， 观 察 电 解 池 内 的现 象 和 试 纸 颜 色 的 变 化 。活 动 与 探 究 : 实 验 ： 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 K I-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CuCl 2溶 液 阳 极 ： 2Cl- - 2 e- = Cl2 （ 氧 化 反 应 、 失 去 电 子 ） 阴 极 ： Cu2+ + 2 e- = Cu （ 还 原 反 应 、 得 到 电 子 ） 电 解 反 应 ： CuCl2 =Cu + Cl2 电 解 总 结 1、 并 不 是 所 有 离 子 都 能 在 电 极 上 发 生 反 应 2、 电 极 反 应 发 生 时 ， 电 极 附 近 溶 液 组 成 发生 变 化 3、 哪 种 离 子 先 放 电 和 离 子 的 氧 化 性 或 还 原性 相 对 强 弱 有 关 离 子 的 放 电 顺 序阴 离 子 ：阳 离 子 ： 与 金 属 活 动 顺 序 相 反 。 即K +、 Ca2+ 、 Na + 、 Mg2+ 、 Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、 Pb2+ (H+) Cu2+ 、 Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+. 得 电 子 能 力 依 次 增 强活 性 电 极 阴 离 子 。 即 ：失 电 子 能 力 依 次 减 弱Cu 、 Hg 、 Ag S 2 、 I 、 Br 、 Cl 、OH （ NO3 、 SO4 2 含 氧 酸 根 ） F 实 例 电 极 反 应 浓 度变 化 如 何复 原 氯 化 钠 溶 液 阳 极 : 2Cl- 2e- Cl 2阴 极 : 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电 解 减 小 加 HCl阳 极 阴 极氯气 氢气NaCl溶 液二、电解原理的应用1、惰性电极电解饱和食盐水 分 析 电 解 反 应 的 一 般 思 路 ：明 确 电 极 材 料 和 溶 液 中 存 在 哪 些 离 子根 据 离 子 放 电 顺 序 和 阳 极 氧 化 ， 阴 极 还 原的 特 点 分 析 得 出 产 物 ， 写 出 电 极 反 应 式分 析 阴 阳 两 极 附 近 有 哪 些 离 子 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. NaOHB练 习 +-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 CuSO 4的 浓 度 基 本 不 变 ， 有 杂 质 离 子Zn2+、 Fe2+、 Ni2+ 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 CuSO 4的 浓 度 基 本 不 变 3、 电 镀 铜 电 镀 的 定 义 ：电 镀 的 意 义 ： 完 成 下 列 溶 液 的 电 极 反 应 式 和 电 解 反 应 方 程 式 。 (以 石 墨 为 电 极 电 解 )盐 酸 ：硫 酸 溶 液 ：NaOH溶 液 :NaCl溶 液 ：CuSO4溶 液 ：想 一 想 电 解 质 溶 液 用 惰 性 电 极 电 解 的 示 例 ：电 解类 型 举 例 电 极 反 应 溶 液 PH变 化 溶 液 复 原 方 法物 质 类 别 实 例仅 溶 剂水 电 解 仅 溶 质电 解 溶 质 和溶 剂 同时 电 解 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 减 少 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 惰 性 材 料 作 电 极 ， 两 极 接 通 直 流 电 。 含 氧 酸 ， 可 溶 碱 ， 活 泼 金 属 含 氧 盐 ， 电 解 实 为 电 解 水 。 无 氧 酸 电 解 自 身 解 ， pH变 大 浓 度 减 。 活 泼 金 属 无 氧 盐 ， 电 解 得 到 相 应 碱 。 不 活 泼 金 属 无 氧 盐 ， 成 盐 元 素 两 极 见 ； 不 活 泼 金 属 含 氧 盐 ， 电 解 得 到 相 应 酸 。 非 惰 性 材 料 作 电 极 ， 既 能 电 解 又 精 炼 ； 镀 件 金 属 作 阴 极 ， 镀 层 金 属 阳 极 连 ； 阳 粗 阴 纯 为 精 炼 ， 电 解 液 含 相 应 盐 。 电 解 都 有 共 同 点 ， 阳 极 氧 化 阴 极 还 。电 解 口 诀 阳 极 ： 2Cl - - 2e- = Cl2阴 极 ： 2H+ + 2e- = H2 2HCl H2 + Cl2 通 电 电 解 反 应 ： 阳 极 ： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴 极 ： 4H+ + 4e- = 2H2电 解 反 应 ： 通 电 2H2O 2H2 + O2 通 电 阳 极 ： 2Cl - Cl2 +2e- 阴 极 ： 2H+ + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 电 解 反 应 ： 阳 极 ： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴 极 ： 2Cu 2+ + 4e- = 2Cu 通 电 电 解 反 应 ：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2 2.电 解 熔 融 的 氧 化 铝 可 制 得 金 属 铝 .试 写 出电 极 反 应 和 总 的 反 应 方 程 式 。阳 极 6O2- 3O2 +12e-阴 极 4Al3+12e- 4Al电 极 总 反 应 2Al2O3 4Al+3O2 通 电提 示 ： 氧 化 铝 在 熔 融 状 态 下 以 O2-和 Al3+的 形 式 存 在