化学能与电能的转化电能转化为化学能公开课.pptx

专题专题2 2 化学反应与能量转化化学反应与能量转化电能转化为化学能电能转化为化学能一一.电解反应实例电解反应实例实例被电解物质电解产物化学方程式电解电解H2O制制H2和和O2H2OH2、O2电解饱和食盐电解饱和食盐水制水制H2和和Cl2和和NaOHH2、Cl2、NaOHNaCl、H2O电解电解NaCl制制Cl2和和NaNaClNa、Cl2电解电解Al2O3制制AlAl2O3Al、O22H2O=2H2+O2通电通电2H2O+2NaCl=2NaOH+H2 +Cl2 通电通电2NaCl=2Na+Cl2 通电通电2Al2O3=4Al+3O2 通电通电1.电解氯化铜实验电解氯化铜实验实验步骤实验步骤在一个在一个U U形管中注入饱形管中注入饱和氯化铜溶液，插入两和氯化铜溶液，插入两根石墨作电极，接通直根石墨作电极，接通直流电源，数分钟后，观流电源，数分钟后，观察阴极表面的颜色，用察阴极表面的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极上放出的气体。检验阳极上放出的气体。二、电能转化为化学能二、电能转化为化学能 1)与与电源正极相连的碳棒（阳极）有气泡电源正极相连的碳棒（阳极）有气泡生成，且有刺激性气味，能使湿润的生成，且有刺激性气味，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。淀粉试纸变蓝。2)与电源负极相连的碳棒（阴极）上有一与电源负极相连的碳棒（阴极）上有一层红色的固体析出。层红色的固体析出。实验现象Cl2 Cu结论：结论：氯化铜溶液通电后发生了化学变化，氯化铜溶液通电后发生了化学变化，而电流的作用是这种化学变化的根本原因。而电流的作用是这种化学变化的根本原因。1.通电前，氯化铜溶液中有哪些离子？运动通电前，氯化铜溶液中有哪些离子？运动情况如何？情况如何？思考思考3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应？什么类型的反应？4.电路中，电子的流动方向如何？电路中，电子的流动方向如何？CuCl2Cu2+2Cl H2O H+OH 2.通电时，离子的运动情况有什么改变？通电时，离子的运动情况有什么改变？分析分析1、通电前、通电前CuCl2 =Cu2+2ClH2O H+OH电解质发生电离，阴阳离子自由运动电解质发生电离，阴阳离子自由运动2、通电后、通电后带负电荷的阴离子定向移动到阳极附近带负电荷的阴离子定向移动到阳极附近 (因失电子能力：因失电子能力：Cl OH)带正电荷的阳离子定向移动到阴极附近带正电荷的阳离子定向移动到阴极附近Cl在阳极失去电子：在阳极失去电子：2Cl2e=Cl2 氧化反应氧化反应 (因得电子能力：因得电子能力：Cu2+H+)Cu2+在阴极得到电子：在阴极得到电子：Cu2+2e=Cu 还原反应还原反应总方程式：总方程式：CuCl2 =Cu+Cl2电解电解e-e-e-e-e-e-电解池外电路电子的流动方向电解池外电路电子的流动方向 1 1、电解的概念、电解的概念：使电流通过电解质溶液而在阴阳：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。两极发生氧化还原反应的过程。2 2、电解池、电解池：借助氧化还原反应，把电能转化为化：借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。学能的装置。3 3、电极反应：、电极反应：阳极：阳极：与电源正极相连的极与电源正极相连的极阴极：阴极：与电源负极相连的极与电源负极相连的极CuCu2+2+2e+2e=Cu=Cu 还原反应还原反应 2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2 氧化反应氧化反应总方程式：总方程式：CuCl2 =Cu+Cl2电解电解总结：总结：4 4、电子的流向、电子的流向电子从外电源的电子从外电源的负极流出负极流出，流到电解池的，流到电解池的阴极阴极，再从再从阳极流回阳极流回电源电源正极正极。5 5、离子定向移动的方向、离子定向移动的方向阳离子运动到阳离子运动到阴极附近阴极附近阴离子运动到阴离子运动到阳极阳极附近附近6 6、电极的材料选择有：惰性电极与活性电极、电极的材料选择有：惰性电极与活性电极惰性电极：惰性电极：仅仅导电，不参与电极反应仅仅导电，不参与电极反应铂、金、石墨铂、金、石墨活性电极：活性电极：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应拓展视野拓展视野2.2.铜的电解精炼铜的电解精炼硫酸铜溶液硫酸铜溶液粗铜（含粗铜（含Zn、Fe、Ag、Au 等）等）纯铜纯铜阳极：阳极：CuCu2e2e-=Cu=Cu2+2+阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e-=Cu =Cu 杂质比铜活泼的杂质比铜活泼的ZnZn、FeFe等：等：ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+FeFe2e2e-=Fe=Fe2+2+活泼性在铜之后的银、金等不能失活泼性在铜之后的银、金等不能失去电子它们以单质形式沉积下来，去电子它们以单质形式沉积下来，成为成为阳极泥。电解质溶液中硫酸铜的浓度基本不变。电解质溶液中硫酸铜的浓度基本不变。三三.电解原理电解原理1 1、原理：、原理：在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化和还原反应的过程。化和还原反应的过程。2 2、电解池、电解池 （1）定义：）定义：（2）构成条件：）构成条件：将电能转化为化学能的装置将电能转化为化学能的装置直流电源直流电源阴阳两极阴阳两极电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质阳极（阳极（+）（）（与电源正极相连与电源正极相连）-氧化反应氧化反应-（失电子失电子）阴极（阴极（-）（）（与电源负极相连与电源负极相连）-还原反应还原反应-（得电子得电子）3 3、电极确定：、电极确定：四四.离子的放电顺序：离子的放电顺序：（1）在阴极上，常见阳离子放电顺序：）在阴极上，常见阳离子放电顺序：Fe3+Ag+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、H+、Al3+、Mg2+、Na+放电由易到难放电由易到难（2）在阳极上，常见阴离子放电顺序：）在阳极上，常见阴离子放电顺序：阳极材料（活泼金属）阳极材料（活泼金属）、S2、I、Br、Cl、OH、NO3、SO42、F放电由易到难放电由易到难（3）阴极材料不参与反应，阳极材料为活泼金）阴极材料不参与反应，阳极材料为活泼金属（如属（如Ag、Hg、Cu、Fe、Zn）时，则为阳极）时，则为阳极材料本身失去电子而溶解）材料本身失去电子而溶解）排在这两种离子后排在这两种离子后面的离子在水中不面的离子在水中不参与反应。参与反应。放电放电顺序顺序电离电离 电解电解 条件条件过过程程 特点特点 联系联系 电电解解质质溶溶于于水水或或受受热融化状态热融化状态电电解解质质电电离离后后，再再通直流电通直流电电解质电离成为自由电解质电离成为自由移动的离子。如：移动的离子。如：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl-通电通电阴阳离子定向移动，阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成在两极上失得电子成为原子或分子。如：为原子或分子。如：CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2只产生自由移动的离子只产生自由移动的离子发生氧化还原反应生发生氧化还原反应生成了新物质成了新物质 电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 复习复习电离与电解的比较电离与电解的比较稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 题题1：下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 （）属于电解池的是属于电解池的是 （）BC D 五五.怎样区分原电池、电解池？怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源是否有外接电源原电池和电解池知识总结比较表原电池和电解池知识总结比较表内容内容原电池原电池电解池电解池电极判断电极判断电极反应电极反应电子移动方向电子移动方向能量转变能量转变较活泼金属做负极较活泼金属做负极阴极：连接电源阴极：连接电源负极的一极负极的一极负极发生氧化反应负极发生氧化反应阳极氧化反应阳极氧化反应阴极还原反应阴极还原反应从负极流向正极从负极流向正极从阳极流向阴极从阳极流向阴极化学能变为电能化学能变为电能电能变为化学能电能变为化学能