电能转化为化学能-电解.ppt

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-1,NaClNa,?,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？,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-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。,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,阳极：2Cl-2e-=Cl2（氧化反应、失去电子）阴极：Cu2+2e-=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、AgS2、I、Br、Cl、OH（NO3、SO42含氧酸根）F,阳极,阴极,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.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH,B,练习,+,-,纯铜,粗铜,电解液(CuSO4溶液),阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）阳极：Cu2e-=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CuSO4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：Cu2e-=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CuSO4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：,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-=H2,2HClH2+Cl2,电解反应：,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：4H+4e-=2H2电解反应：,2H2O2H2+O2,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2,阴极：2Cu2+4e-=2Cu,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。,提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在,