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第2节 电能转化为化学能电解,第1章 化学反应与能量转化,氧化还原反应：在反应过程中有元素化合价变化的化 学反应。 实质：电子转移,还原反应：元素化合价 的反应，即 电子的反应 。 氧化反应：元素化合价 的反应，即 电子的反应 。,电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 从概念看，电解质导电的前提条件是 ： 。 即存在 的离子 。,升高,失去,降低,得到,溶于水或受热融化,自由移动,电解质溶液或熔融电解质导电的原因：离子的 。,定向移动,氯化钠中存在 键。氯化钠受热熔化时该化学键 （是、否）被破坏。,离子,知识准备,钠和氯气的反应,2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s),H(298K)=-822.3KJ.mol-1,NaCl Na+Cl2,想一想,热化学方程式:,能量?,联想质疑,一、电解原理,交流研讨,1、熔融氯化钠中存在哪些离子？ 通电前，这些离子是如何运动的？ 2、通电后，这些离子又是如何运动的？ 3、为什么会发生这样的运动？ 4、这些离子运动之后的结果又会发生怎样 的变化？,Na+ 和 Cl-,无规则的自由移动,发生定向移动,实验1：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,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（Cl2),阴极：有金属钠析出,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,熔融氯化钠的微观反应过程,Na+、Cl 无规则运动,Na+、Cl 定向运动,Na+、Cl 发生电子得失,阴阳两极上 生成Na、Cl2,【实验分析】,通电前：分析熔融电解质中的离子情况,通电后：（必须直流电）,Na+移向与电源负极相连的电极，得到电子变成Na，发生还原反应。 Cl-移向与电源正极相连的电极，失去电子变成Cl，发生氧化反应。,1.电解的定义: 使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,2.电解池的概念: 借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,3.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,【巩固练习】,阳极：,阴极：,说明：1、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； 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。,与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应,与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应,4.电极名称及电极反应式,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,5.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,注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒,实验2：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（Cl2),阴极：碳棒上有一层 红色的铜析出,阴极,阳极,氯 气,铜,CuCl2溶液,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,【实验分析】,通电前：分析氯化铜溶液中的离子情况,通电后：（必须直流电）,Cu2+ 、H+移向阴极， Cu2+得到电子变成Cu，发生还原反应。 Cl- 、OH-移向阳极， Cl-失去电子变成Cl2，发生氧化反应。,电极反应式：,阳极：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反应 阴极：Cu2+ +2e- Cu 还原反应,CuCl 2 Cu+Cl2 ,总反应式：,思考：如何才能正确判断出阴阳两极的电极产物？,了解阴、阳离子得、失电子能力的相对强弱,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e能力依次增强,活性电极阴离子。即：,失e 能力依次减弱,Cu 、 Hg 、 Ag S2、I 、 Br 、 Cl 、 OH （ NO3 、SO4 2 含氧酸根）,【知识支持】,阳极,阴极,NaCl溶液,趁热打铁,自我小结：,1、学习了电解原理、电解池、阴极、阳极、电极反应等基本概念。 2、学习了电极反应的书写方法和离子的放电顺序以及电极产物的判断方法。,1. 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】,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。,提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在,3、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. NaOH,B,1.在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向阳极移动。 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成 。 阳极方程式： ; 2.在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 。 阴极方程式： 。,2Cl- - 2e- = Cl2,2H+ + 2e- = H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,二.电解原理的应用,（一）电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,总化学方程式： ; 总离子方程式: . (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： _ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 ,2Cl- +2H2O 2OH-+H2 +Cl2 ,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: .,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: .,第一个问题:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,提示：,第二个问题：精制食盐水,泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-,Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-,Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+,Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-,Na+、 Cl-、CO32-、OH-,Na+、 Cl-,沉降,除泥沙,加入略过量BaCl2 溶液,除SO42-,加入略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,加入略过量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,过滤后加入适量HCl溶液,调节PH 除CO32- 、OH-,（1）如果粗盐中SO42 含量较高，必须添加钡试剂除去SO42，该钡试剂可以是_。 ABa (OH)2 BBa (NO3 )2 CBaCl2,A、C,（2）为有效除去Ca2 、Mg2 、 SO42，加入试剂的合理顺序为_ （选填A、B、C，多填扣分）。 A先加NaOH，后加 Na2CO3，再加钡试剂。B先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3。 C先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3.,B、C,练习,（二）铜的电解精炼,、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、 Au、Pt等,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜 为阴极， 以CuSO4溶液 为电解质溶液进行电解.,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu 阳极泥： Ag、Au、Pt,减小,思考：1.硫酸铜溶液浓度 .,2.阳极减少的质量 阴极增加的质量。,大于,（三）电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。,、电镀池形成条件,镀件作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子 的盐溶液作电解质溶液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,如：在铁上镀铜,阳极 ， 阴极 ， 以 为电解质 溶液进行电解.,阳极： Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu,不变,铜,铁,CuSO4溶液,电极反应,硫酸铜溶液浓度 .,阳极减少的质量和阴极增加的质量 。,相等,
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