电能转化为化学能电解课件

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,你知道吗？,电解熔融氯化钠,阴极,阳极,氯,气,钠,熔融,NaCl,工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现的吗？,通电前：分析熔融电解质中的离子情况,阳离子：,阴离子：,通电后：（必须直流电）,Na,+,Cl,-,交流与讨论,1,：,做无规则运动,钠离子和氯离子做,定向移动,，,钠离子移向,阴极,附近，,氯离子移向,阳极,附近,.,阳极,阴极,交流与讨论,2,：,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,电解池中离子和电子的移动方向,Cl,-,Na,+,Cl,-,2Na,+,+2e,-,= 2Na,阴极,:,发生还原反应,2Cl,-,- 2e,-,=,Cl,2,阳极,:,发生氧化反应,Na,+,2NaCl=2Na+Cl,2,通电,电解质,Al,2,O,3,Na,3,AlF,6,（冰晶石）,阴极：,4Al,3+,+ 12,e,-,= 4Al,阳极：,6O,2-,- 12e,-,= 3O,2,总式：,2Al,2,O,3,= 4Al + 3O,2,电解,铝的冶炼,使,电流,通过电解质溶液而在,阴阳两极,引起,氧化反应,和,还原反应,的过程。,电解池,:,把,电能,转化为,化学能,的装置,.,电解,:,(1),外加直流电源,(2),与电源相连的两个电极：,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,(3),电解质溶液或熔融的电解质,构成条件,:,电解过程不仅可以在,熔融,电解质中进行，,也可以在电解质,溶液,中进行。,活动与探究,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,电极材料,:,活性,电极材料,:,Ag,、,Cu,、,Fe,、,Zn,、,Ni,、等,惰性,电极材料：,Pt,、,Au,、石墨、钛等,放电顺序：,用惰性电极,(Pt,、,Au,、,石墨、钛等,),时：,溶液中阴离子的放电顺序是：,S,2-,SO,3,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,NO,3,-,SO,4,2-,(,等含氧酸根离子）,F,-,活性材料作电极时：,Zn,Fe ,Ni ,Cu,Ag,等,在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。,Zn,Fe ,Ni ,Cu ,Ag,S,2-,SO,3,2-,I -Br,-,Cl,-,OH,-,阳极：,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：,Au,+,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,（,H,+,),Pb,2+, Sn,2+, Fe,2+, Zn,2+,(,H,+,), Al,3+, Mg,2+, Na,+, Ca,2+, K,+,阴极,:,练习：,以,惰性电极,电解下列溶液的电极反应。,(1),稀硫酸,（,2,）盐酸,阴极：,4H,+,+,4,e,-,=2H,2,阳极：,4OH,-,- 4,e,-,=,2H,2,O + O,2,总反应式：,（,2,）盐酸,阴极：,2,H,+,+,2,e,-,= H,2,阳极：,2Cl,-,- 2,e,-,= Cl,2,总反应式：,2HCl = H,2, + Cl,2,通电,2H,2,O = 2H,2, + O,2,通电,(1),稀硫酸,练习：,以,惰性电极,电解下列溶液的电极反应。,（,3,）,AgNO,3,溶液,（,4,）,CuSO,4,溶液,（,3,）,AgNO,3,溶液,4Ag,+,+ 4e,-,= 4Ag,4OH,-,- 4e,-,= 2H,2,O + O,2,4Ag,+,+ 2H,2,O = 4Ag + O,2,+ 4H,+,通电,阴极：,2Cu,2+,+ 4e,-,= 2Cu,阳极：,4OH,-,- 4e,-,= 2H,2,O + O,2,（,4,）,CuSO,4,溶液,2Cu,2+,+2H,2,O= 2Cu + O,2,+ 4H,+,通电,总反应：,阳极：,阴极：,总反应：,练习：,以,惰性电极,电解下列溶液的电极反应。,（,5,）氯化钠溶液,2Cl,-,-,2e,-,= Cl,2,2H,+,+ 2e,-,= H,2,阳极：,阴极：,总反应：,通电,2NaCl+2H,2,O = 2NaOH + Cl,2,+ H,2,2Cl,-,+2H,2,O = 2OH,-,+ Cl,2,+ H,2,通电,（,5,）氯化钠溶液,练习：,以,惰性电极,电解下列溶液的电极反应。,（,6,）,Na,2,SO,4,溶液,(7)NaOH,溶液,阴极：,4H,+,+,4,e,-,=2H,2,阳极：,4OH,-,- 4,e,-,=,2H,2,O + O,2,总反应式：,2H,2,O = 2H,2, + O,2,通电,（,6,）,Na,2,SO,4,溶液,(7)NaOH,溶液,阳极：,4OH,-,- 4,e,-,=,2H,2,O + O,2,阴极：,4H,+,+,4,e,-,=2H,2,总反应式：,2H,2,O = 2H,2, + O,2,通电,练习：,以,惰性电极,电解下列溶液的电极反应。,(8)CuCl,2,溶液,阳极：,阴极：,总反应：,(8)CuCl,2,溶液,2Cl,-,-,2e,-,= Cl,2,Cu,2+,+ 2e,-,= Cu,CuCl,2,=,Cu+Cl,2,通电,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡盐水,NaOH,溶液,精制饱和,NaCl,溶液,H,2,O,（,含少量,NaOH,）,离子交换膜,阳 极,金属钛网,阴 极,碳钢网,阳极室,阴极室,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,电解原理的重要应用,电解饱和食盐水,2Cl,-,-,2e,-,= Cl,2,2H,+,+ 2e,-,= H,2,阳极：,阴极：,总反应：,通电,2NaCl+2H,2,O = 2NaOH + Cl,2,+ H,2,2Cl,-,+2H,2,O = 2OH,-,+ Cl,2,+ H,2,通电,氯碱工业,:,电解饱和食盐水,电镀,电镀,:,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它,金属,或是,合金,的过程。,电解原理的重要应用,1,、电镀材料的选择：,阴极,镀件,阳极,镀层金属,电镀液,含有,镀层金属离子,的溶液,2,、电镀液,的浓度保持不变,装置,阳极：,Ag,e,-,=,Ag,+,阴极：,Ag,+,+ e,-,=,Ag,电镀银,电镀液,Ag,阳极,阴极,e,-,e,-,e,-,e,-,AgNO,3,溶液,镀件,电镀练习：,铁上镀锌：,阳极,-,阴极,-,电镀液,-,铁上镀铜：阳极,-,阴极,-,电镀液,-,锌上镀银：阳极,-,阴极,-,电镀液,-,Zn,Zn,Fe,Fe,Ag,Cu,ZnSO,4,CuSO,4,AgNO,3,+,-,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）,Fe,2e,-,=,Fe,2+,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,粗铜精炼,【,原电池与电解池的结合,】,小结,电解池,将,电能,转化为,化学能,的装置,阳极,与外接电源的正极相联（发生氧化反应）,阴极,与外接电源的负极相联,（发生还原反应）,惰性电极,阳极：阴离子放电（,S,2-,、,I,、,Br,、,Cl,、,OH,）,阴极：阳离子放（,Ag,+,、,Fe3+,、,Cu,2+,、,Fe,2+,、,Zn2+,）,活性电极,阳极自身放电,问题解决,分析下图，哪些是原电池,哪些是电解池,1,、,3,、,5,6,、,7,原电池,电解池,负极 ：氧化反应,正极 ：还原反应,阳极 ：氧化反应,阴极 ：还原反应,电极反应,形成条件,举例说明,能量转换,电子流向,化学能转化为电能,电能转化为化学能,铜锌原电池；,氢氧燃料电池,氯碱工业；,电镀,负极正极,阳极流出；阴极流入,装置举例,两个电极,;,电解质,;,闭合回路,;,一般能自发进行氧化还原反应,电源,;,两个电极,;,电解质,1.,用惰性电极电解下列溶液一段时间后，加入一定量括号内的物质可使其恰好恢复至电解前情况的是：,A.CuSO,4,(Cu(OH),2,) B.AgNO,3,(Ag,2,O),C.HCl,(H,2,Cl,2,),D.NaOH,(H,2,O),BD,2.,在,U,形管中,用惰性电极电解硫酸钠和石蕊的混合液,一段时间后,可观察到的现象是,:,A.,两极附近颜色无明显变化,B.,阳极附近溶液颜色变红,C.,阴极附近颜色变红,D.,若取出电极,充分摇匀,溶液为紫色,BD,3,、,用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的,PH,下降的是,A.CuSO,4,B.BaCl,2,C.AgNO,3,D.H,2,SO,4,AC,4.,用石墨作电极,电解,1mol/L,下列物质的溶液,溶液的,PH,保持不变的是,A.HCl,B.NaOH,C.Na,2,SO,4,DN,aCl,C,5,、,用两根惰性电极插入,500mL AgNO,3,溶液中通电电解,当电解液的,PH,值从,6,变为,3,时,(,设电解时阴极没有,H,2,放出,电解液在电解前后体积变化可以忽略不计,),电极上析出银的质量是,( ) A.27,毫克,B.54,毫克,C.100,毫克,D.216,毫克,B,6.,用,Pt,电极电解,CuSO,4,和,KNO,3,的混合溶液,500mL,经一段时间后,两极均得到,11.2L(,标准状况下,),气体,则此混合溶液中,CuSO,4,的物质的量浓度为,( ),A.0.5mol/L B.0.8mol/L,C.1.5mol/L D.1 mol/L,D,7.,将,0.2 molAgNO,3,、,0.4 mol Cu(NO,3,),2,和,0.6 mol,KCl,溶于水配成,100mL,溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出,0.3 mol Cu,，此时，另一极上的气体体积（标准状况）为,( ),A,4.48LB,5.6L,C,6.7LD,7.8L,B,8.,甲、乙两个电解槽,按下图装置进行实验,其中,a,、,b,、,c,、,d,为,Pt,电极，若工作一段时间后，要满足以下条件甲池电解液,PH,值升高，而乙池电解液,PH,值降低 ；,b,、,c,两极析出物质的量相同。那么应选择的电解液是（ ）,甲 池 乙 池,A. AgNO,3,溶液,CuCl,2,溶液,B.,NaOH,溶液,AgNO,3,溶液,C.NaCl,溶液,CuSO,4,溶液,D.H,2,SO,4,溶液,NaOH,溶液,C,