电能转化为化学能——电解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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)+Cl,2,(g)=2NaCl(s),H=-822.3KJ.mol,-1,NaCl 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,2,、构成条件,(1),外加直流电源,(2),与电源相连的两个电极,(3),电解质溶液或熔化的电解质,(4),用导线连接形成闭合回路,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,-,Cl,2, + 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。,2,NaCl 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+Cl,2,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,】,2H,2,O = 2H,2,+O,2,通电,复习回顾,H,2,O,H,+,+OH,-,阴极,阳极,4OH,-,O,2,+2H,2,O+4e,-,氧化反应,4H,+,+4e,-,2H,2,还原反应,2H,2,O = 2H,2,+O,2,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,KI-,淀 粉试纸 变蓝（,Cl,2,),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,-,= Cl,2,（氧化反应、失去电子）,阴极：,Cu,2+,+ 2 e,-,= Cu,（还原反应、得到电子）,电解反应：,CuCl,2,=Cu + Cl,2,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,+,、,Ca,2+,、,Na,+,、,Mg,2+,、,Al,3+,、,Zn,2+,、,Fe,2+,Sn,2+,、,Pb,2+,(H,+,),Cu,2+,、,Fe,3+,、,Hg,2+,、,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,（,NO,3,、,SO,4,2,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,:,2,H,+,+ 2e,-,H,2,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+ Cl,2,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. Na,2,SO,4,B. AgNO,3,C. NaCl D. NaOH,B,练习,+,-,纯铜,粗铜,电解液,(,CuSO,4,溶液,),阴极：,Cu,2+,+ 2,e,-,= Cu,（还原反应）,阳极：,Cu 2,e,-,= Cu,2+,（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,Zn,2+,、,Fe,2+,、,Ni,2+,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,(,CuSO,4,溶液,),阴极：,Cu,2+,+ 2,e,-,= Cu,（还原反应）,阳极：,Cu 2,e,-,= Cu,2+,（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,：,CuSO,4,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,H,2,SO,4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na,2,SO,4,无氧酸,HCl,阳极：,4OH,-,4e-,O,2,+2H,2,O,阴极：,4H,+,+ 4e,-, 2H,2,减小,增大,不变,H,2,O,阳极：,2Cl,-,2e-,Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,H,2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl,2,阳极：,2Cl,-,2e,-,Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,Cu,减少,CuCl,2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：,2Cl,-,2e,-,Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,H,2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO,4,阳极：,4OH,-,4e,-,O,2,+2H,2,O,阴极：,2Cu,2+,+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,-,= Cl,2,阴极：,2H,+,+ 2e,-,= H,2,2HCl,H,2,+,Cl,2,电解反应：,阳极：,4OH,-,- 4e,-,= 2H,2,O + O,2,阴极：,4H,+,+ 4e,-,= 2H,2,电解反应：,2H,2,O 2H,2, + O,2,阳极：,2Cl,-,Cl,2, +2e,-,阴极：,2H,+,+ 2e,-,H,2,2NaCl+2H,2,O 2NaOH +Cl,2,+H,2,电解反应：,阳极：,4OH,-,- 4e,-,= 2H,2,O + O,2,阴极：,2Cu,2+,+ 4e,-,= 2Cu,电解反应：,2CuSO,4,+,2H,2,O,2Cu + 2,H,2,SO,4,+ O,2,2.,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,6O,2-,3O,2, +12e,-,阴极,4Al,3+,+12e,-,4Al,电极总反应,2Al,2,O,3,4Al+3O,2,通电,提示：氧化铝在熔融状态下以,O,2-,和,Al,3+,的形式存在,