电能转化为化学能——电解省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解第1页联想质疑钠和氯气反应Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=-822.3KJ.mol-1NaCl Na?热化学方程式热化学方程式:能量能量(如电能如电能)第3页一、电解原理一、电解原理交流研讨交流研讨1、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子运动情况怎样？这些离子运动情况怎样？2、通电后，外电路上电流方向怎样？通电后，外电路上电流方向怎样？3、接通电源后，熔融氯化钠中接通电源后，熔融氯化钠中 Na+、Cl-各向那个方向运动？各向那个方向运动？4、移到两极表面移到两极表面Na+、Cl-将发生什么改将发生什么改变？变？氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 第4页 电解电解:让让直流电直流电经过电解质溶液或熔融经过电解质溶液或熔融电解质，从而在两个电极上电解质，从而在两个电极上分别发生分别发生氧氧化反应（化反应（阳极阳极）和还原反应（）和还原反应（阴极阴极）过）过程。程。电解池电解池:借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转化为转化为化学能化学能装置装置.一、电解一、电解1、定义、定义第5页说明：说明：1 1、惰性电极：用、惰性电极：用石墨、铂石墨、铂等材料等材料 做电极，做电极，普通通电条件下不发生反应普通通电条件下不发生反应；2 2、活性电极：用、活性电极：用铁、锌、铜铁、锌、铜等还原性等还原性 较强金属做电极，较强金属做电极，活性电极作阳极时，活性电极作阳极时，优先发生氧化反应。优先发生氧化反应。阳极：阳极：与电源与电源正极正极相连，相连，阴离子阴离子移向移向 此极，此极，失去失去电子，发生电子，发生氧化反应氧化反应阴极：阴极：与电源与电源负极负极相连，相连，阳离子阳离子移向移向 此极，此极，得到得到电子，发生电子，发生还原反应还原反应第6页石墨电极材料石墨电极材料第7页石墨电极材料石墨电极材料第8页阴极阴极阳极阳极阳离子阳离子阴离子阴离子得得电电子子还还原原反反应应失失电电子子氧氧化化反反应应第9页2、组成条件、组成条件(1)外加直流电源外加直流电源(2)与电源相连两个电极与电源相连两个电极(3)电解质溶液或熔化电解质电解质溶液或熔化电解质 (4)用导线连接形成闭合回路用导线连接形成闭合回路第10页 分析下列图，属于电解池有分析下列图，属于电解池有【练习练习】第11页3 3、电极产物判断，电极反应书写、电极产物判断，电极反应书写阳极阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反应氧化反应阴极阴极：2Na+2e-2Na 还原反应还原反应电极反应：电极上进行半反应。电极反应：电极上进行半反应。2NaCl 2Na+Cl2 通电通电总反应式总反应式：注意注意：书写电极反应式一定要恪守：书写电极反应式一定要恪守电子得失守恒电子得失守恒第12页阴、阳两极判断阴、阳两极判断阴极：发生还原反应电极阴极：发生还原反应电极 与电源与电源“-”相连电极相连电极 得到电子电极得到电子电极 阳离子移向电极阳离子移向电极阳极：发生氧化反应电极阳极：发生氧化反应电极 与电源与电源“+”相连电极相连电极 失去电子电极失去电子电极 阴离子移向电极阴离子移向电极 第13页 电电 离离 电电 解解条条 件件过过 程程特特 点点联联 系系电解质溶于水或电解质溶于水或受热受热 熔融状态熔融状态电解质电离后再通电解质电离后再通直流电直流电电解质电离成为电解质电离成为自由移动离子自由移动离子 阴阳离子定向移动，在阴阳离子定向移动，在两极上发生氧化还原反两极上发生氧化还原反应。应。通电只产生自由移动离只产生自由移动离子子发生了氧化还原反发生了氧化还原反应产生了新物质应产生了新物质电解必须建立在电离基础上电解必须建立在电离基础上例例2NaCl=2Na+Cl2例例NaCl=Na+Cl-第14页小结小结5.电离与电解区分与联络电离与电解区分与联络3.正极正极-阳极阳极-氧化反应氧化反应负极负极-阴极阴极-还原反应还原反应1.电解电解-在直流电作用下在直流电作用下,电解质在两个电极电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应过程上分别发生氧化反应和还原反应过程4.电解池电解池-将电能转化为化学能装置将电能转化为化学能装置2.电极反应电极反应-半反应半反应阴离子阴离子阳离子阳离子第15页 以下说法正确是以下说法正确是()电解是把电能转变成化学能；电解是把电能转变成化学能；电解是化学能转变成电能；电解是化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学改变；电解质溶液导电是化学改变；任何电解过程，必将造成氧化还原反任何电解过程，必将造成氧化还原反应发生；应发生；【随堂练习】第16页2H2O =2H2+O2通电通电复习回顾复习回顾第17页H2OH+OH-阴阴极极阳极阳极4OH-O2+2H2O+4e-氧化反应氧化反应4H+4e-2H2还原反应还原反应2H2O =2H2+O2通电通电水水电离与电解电离与电解第18页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，将湿润淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，观察电解池内现象和试纸颜色改变。活动与探究活动与探究:第19页试验试验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象：阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有 刺激性气味，并能使刺激性气味，并能使 湿润湿润KI-淀淀 粉试纸粉试纸 变变蓝（蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层阴极：碳棒上有一层 红色铜析出红色铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液第20页第21页阳极：阳极：2Cl-2 e-=Cl2 （氧化反应、失去电子）（氧化反应、失去电子）阴极：阴极：Cu2+2 e-=Cu （还原反应、得到电子）（还原反应、得到电子）电解反应：电解反应：CuCl2=Cu +Cl2 电解电解第22页总结1、并不是全部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改变3、哪种离子先放电和离子氧化性或还原性相对强弱相关第23页离子放电次序离子放电次序阴离子阴离子：阳离子阳离子：与金属活动次序相反。即与金属活动次序相反。即K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+Sn2+、Pb2+(H+)Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+.得电子得电子能力依次能力依次增强增强活性电极活性电极 阴离子。即：阴离子。即：失电子失电子 能力依次能力依次减弱减弱Cu、Hg、Ag S2、I 、Br、Cl、OH （NO3、SO4 2 含氧酸根）含氧酸根）F 第24页 实例实例电极反应电极反应浓度改变怎样复原 氯化钠溶液氯化钠溶液阳极阳极:2Cl-2e-Cl 2阴极阴极:2H+2e-H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 电解电解减减 小小 加加HCl阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气NaCl溶液溶液二、电解原理应用二、电解原理应用1、惰性电极电解饱和食盐水、惰性电极电解饱和食盐水第25页分析电解反应普通思绪：分析电解反应普通思绪：明确电极材料和溶液中存在哪些离子明确电极材料和溶液中存在哪些离子依据离子放电次序和依据离子放电次序和阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原特点特点分析得出产物，写出电极反应式分析得出产物，写出电极反应式分析阴阳两极附近有哪些离子分析阴阳两极附近有哪些离子第26页 以石墨作电极分别电解以下溶液，在阴以石墨作电极分别电解以下溶液，在阴极不能得到氢气是（极不能得到氢气是（）A.Na2SO4 B.AgNO3 C.NaCl D.NaOHB练习第27页+-纯铜纯铜粗铜粗铜 电解液电解液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征纯铜作阴极，粗铜作阳极纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中阳离子相同阳极主要金属与电解质中阳离子相同电解液电解液CuSO4浓度基本不变，有杂质离子浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精炼铜、精炼铜阳极还包含阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比失电子，且比Cu先失电子先失电子第28页+-铁片铁片铜片铜片 电镀液电镀液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中阳离子相同阳极金属与电解质溶液中阳离子相同电电镀镀液液CuSO4浓度基本不变浓度基本不变3、电镀铜、电镀铜电镀定义：电镀定义：电镀意义：电镀意义：第29页 完成以下溶液电极反应式和电解反应方程式。完成以下溶液电极反应式和电解反应方程式。(以石墨为电极电解以石墨为电极电解)盐酸盐酸：硫酸溶液：硫酸溶液：NaOH溶液溶液:NaCl溶液溶液：CuSO4溶液：溶液：想一想第30页 电解质溶液用惰性电极电解示例电解质溶液用惰性电极电解示例：电电解解类类型型举举 例例电电极反极反应应溶液PH改变溶液复原方法溶液复原方法物物质类别质类别实实例例仅仅溶溶剂剂水水电电解解 仅仅溶溶质质电电解解 溶溶质质和和溶溶剂剂同同时电时电解解 含氧酸含氧酸H2SO4强强碱碱NaOH活活泼泼金属含金属含氧酸氧酸盐盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-2H2减小减小增大增大不不变变H2O阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属金属无氧酸无氧酸盐盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu降低降低CuCl2活活泼泼金属无金属无氧酸氧酸盐盐NaCl阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属含金属含氧酸氧酸盐盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-2Cu减小减小CuO第31页惰性材料作电极，惰性材料作电极，两极接通直流电。两极接通直流电。含氧酸，可溶碱，含氧酸，可溶碱，活泼金属含氧盐，活泼金属含氧盐，电解实为电解水。电解实为电解水。无氧酸电解本身解，无氧酸电解本身解，pHpH变大浓度减。变大浓度减。活泼金属无氧盐，活泼金属无氧盐，电解得到对应碱。电解得到对应碱。不活泼金属无氧盐，不活泼金属无氧盐，成盐元素两极见；成盐元素两极见；不活泼金属含氧盐，不活泼金属含氧盐，电解得到对应酸。电解得到对应酸。非惰性材料作电极，非惰性材料作电极，既能电解又精炼；既能电解又精炼；镀件金属作阴极，镀件金属作阴极，镀层金属阳极连；镀层金属阳极连；阳粗阴纯为精炼，阳粗阴纯为精炼，电解液含对应盐。电解液含对应盐。电解都有共同点，电解都有共同点，阳极氧化阴极还阳极氧化阴极还。电电 解解 口口 诀诀第32页阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2 2HCl H2+Cl2 电解反应：电解反应：第33页阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：4H+4e-=2H2电解反应：电解反应：2H2O 2H2+O2第34页 阳极：阳极：2Cl 2Cl-ClCl2 2+2e+2e-阴极：阴极：2H+2e-H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2 电解反应：电解反应：第35页阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：2Cu 2+4e-=2Cu电解反应：电解反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2第36页2.2.电解熔融氧化铝可制得金属铝电解熔融氧化铝可制得金属铝.试写出试写出电极反应和总反应方程式。电极反应和总反应方程式。阳极阳极 6O2-3O2+12e-阴极阴极 4Al3+12e-4Al电极极总反反应 2Al2O3 4Al+3O2 通电通电提醒：氧化铝在熔融状态下以提醒：氧化铝在熔融状态下以O2-和和Al3+形式存在形式存在第37页