電能轉化為化學能

1、 第二節(jié)第二節(jié) 電能轉化為化學能電能轉化為化學能鈉的制備鈉的制備鈉的化學性質很活潑，這給鈉的制取帶來一定的困難，目前，世界上金屬鈉的生產(chǎn)多數(shù)采用電解熔融氯化鈉的方法。電解法實驗實驗1：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍（變藍（Cl2) 陰極：有金屬鈉析出陰極：有金屬鈉析出陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 實驗分析：實驗分析：通電前：通電前：分析熔融電解質中的離子情況分析熔融電解質中的離子情況 陽離子陽離子： 陰離子陰離子： 做

2、無規(guī)則運動做無規(guī)則運動通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負極）（接電源負極） 與電極材料無關與電極材料無關 Na+Cl-（2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應: 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl- - 2e- Cl2 氧化反應氧化反應 陰極陰極：2Na+ +2e-2Na 還原反應還原反應總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電電解電解: : 使使電流電流通過通過電解質溶液電解質溶液而在而在陰陽陰陽兩極兩

3、極引起引起氧化還原反應氧化還原反應的過程。的過程。電解池電解池: : 借助借助氧化還原反應氧化還原反應，把，把電能電能轉化轉化為為化學能化學能的裝置的裝置. .也稱也稱電解槽電解槽。一、電解一、電解1、定義、定義陽極陽極：陰極陰極：說明：說明：1 1、惰性電極：用、惰性電極：用石墨、金、鉑石墨、金、鉑等材料等材料 做的電極，做的電極，一般通電條件下不發(fā)生反應一般通電條件下不發(fā)生反應； 2 2、活性電極：用、活性電極：用鐵、鋅、銅鐵、鋅、銅等還原性等還原性 較強金屬做的電極，較強金屬做的電極，活性電極作陽極時，活性電極作陽極時， 優(yōu)先發(fā)生氧化反應。優(yōu)先發(fā)生氧化反應。 與電源與電源正極正極相連，相

4、連，陰離子陰離子移向移向 此極，此極，失去失去電子，發(fā)生電子，發(fā)生氧化反應氧化反應 與電源與電源負極負極相連，相連，陽離子陽離子移向移向 此極，此極，得到得到電子，發(fā)生電子，發(fā)生還原反應還原反應3 3、電子的流向、電子的流向: : 電子從外加電源的負極流出，流到電子從外加電源的負極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。(注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）4 4、離子定向移動的方向、離子定向移動的方向: : 陽離子陽離子向向陰極陰極移動移動, , 陰離子陰離子向向陽極陽極 移動移動. .陰陰極極

5、陽陽極極陽離子陽離子陰離子陰離子得得電電子子還還原原反反應應失失電電子子氧氧化化反反應應注意：注意：與電離的區(qū)別與電離的區(qū)別條件條件特征特征陰陽離子無規(guī)則地自由陰陽離子無規(guī)則地自由運動，無明顯的化學變運動，無明顯的化學變化化陰陽離子作定向運動，陰陽離子作定向運動，在兩極發(fā)生氧化還原在兩極發(fā)生氧化還原反應反應關系關系先電離后電解先電離后電解電離電離電解電解電解池中，電解質溶液的導電過程就是電解過程電解池中，電解質溶液的導電過程就是電解過程NaCl = Na+ + Cl 2NaCl(熔融熔融)= 2Na + Cl2 通電直流電的作用直流電的作用受熱或極性分子的作用受熱或極性分子的作用13電解水電解

6、水水水H2、O2電解食鹽水電解食鹽水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl2電解融熔電解融熔 氯化鈉氯化鈉NaClNa、 Cl2電解融熔電解融熔 氧化鋁氧化鋁Al2O3Al 、 O22H2O=2H2 +O2 通電通電2NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 通電通電2NaCl = 2NaCl+ Cl2 通電通電2Al2O3=4Al +3 O2 通電通電實驗實驗2：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有 刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的KI-淀淀 粉試紙粉試紙 變藍（變藍（Cl2) 陰

7、極：碳棒上有一層陰極：碳棒上有一層 紅色的銅析出紅色的銅析出陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液實驗分析：實驗分析：通電前：通電前：分析電解質溶液中的離子情況分析電解質溶液中的離子情況 陽離子陽離子：H+、Cu2+ 陰離子陰離子：OH-、Cl- 做無規(guī)則運動做無規(guī)則運動通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負極）（接電源負極） （3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應: 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl-

8、 2e- Cl2 氧化反應氧化反應 陰極陰極：Cu2+ + 2e- Cu 還原反應還原反應總式：總式：（2）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序： 陽離子陽離子氧化氧化性性：Cu2+H+ 陰離子還原性陰離子還原性：Cl-OH-（4）分析電解質溶液的變化情況：）分析電解質溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 通電離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時：活性材料作電極時：金屬在陽極失電子金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進人溶液，陰離子不容易在電被氧化成陽離子進人溶液，陰離子不容易在電極上放電。極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuA

9、u、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時：時：溶溶液中陰離子的放電順序（由易到難）是：液中陰離子的放電順序（由易到難）是：陽極：陽極： 無論是惰性電極還是活性電極無論是惰性電極還是活性電極都不參與都不參與電極反電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。 陽離子在陰極上放電順序是：陽離子在陰極上放電順序是：陰極陰極: :練習練習2：分析以惰性電極電解下列：分析以惰性電極電解下列溶液的電極反應。溶液的電極反應。（）硝酸銀溶液（）硝酸銀溶液（）氯化鈉溶液（）氯化鈉溶液（）稀硫酸（）稀硫酸（）氫氧化鈉溶液（）氫氧化鈉溶液本質是電解水型：本質是電解水型：含氧酸含氧酸 強堿活潑金屬的

10、含氧酸鹽強堿活潑金屬的含氧酸鹽本質是電解電解質本身本質是電解電解質本身無氧酸不活潑金屬的無氧酸鹽氟化物例外無氧酸不活潑金屬的無氧酸鹽氟化物例外放氫生堿型放氫生堿型活潑金屬的無氧酸鹽活潑金屬的無氧酸鹽放氧生酸型放氧生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽如如H2SO4 ,N,KNO3如如HCl, CuCl2如如MC，NaCl如如CSO4，AgNO36.惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律7、原電池和電解池的比較、原電池和電解池的比較裝置裝置原電池原電池電解池電解池能量轉化能量轉化電極名稱電極名稱電極反應電極反應電子流動電子流動方向方向化學能轉化為電能化學能轉化為電能電能

11、轉化為化學能電能轉化為化學能正極、負極正極、負極陰極、陽極陰極、陽極負極：本身失電子，負極：本身失電子，發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應正極：溶液中陽離正極：溶液中陽離子（或子（或O2）得電子）得電子,發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應陰極：陽離子得電子，發(fā)陰極：陽離子得電子，發(fā)生還原反應生還原反應陽極：陽極：惰性電極：陰離惰性電極：陰離子失電子發(fā)生氧化反應子失電子發(fā)生氧化反應活性電極：本身失電子，活性電極：本身失電子，發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應電子由負極流出經(jīng)電子由負極流出經(jīng)外電路流入正極外電路流入正極電子由電源負極流出經(jīng)導電子由電源負極流出經(jīng)導線流向陰極陽離子得電子；線流向陰極陽離子得電子；陰離子在陽極失電子

12、經(jīng)導陰離子在陽極失電子經(jīng)導線流向電源正極線流向電源正極1、以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰、以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰極不能得到氫氣的是（極不能得到氫氣的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、以石墨作電極分別電解下列溶液，電解、以石墨作電極分別電解下列溶液，電解質和水的量都發(fā)生變化的是（質和水的量都發(fā)生變化的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH3、以石墨作電極電解水時，可用來增強導電、以石墨作電極電解水時，可用來增強導電性的物質是（性的物質是（ ），溶液），溶液pH值變大的是（值變大的是（ ）A. Na

13、2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBCADCD4、以石墨作電極分別電解下列溶液，、以石墨作電極分別電解下列溶液，1、 Na2S溶液溶液2、AgNO3溶液溶液以上溶液，電解后堿性增強的有以上溶液，電解后堿性增強的有 ，電解后酸性增強的有電解后酸性增強的有 。1，32，43、 CaCl2溶液溶液4、 NaHSO4溶液溶液5、串聯(lián)電解熔融、串聯(lián)電解熔融KCl、MgCl2、Al2O3一段時間一段時間后，析出后，析出K、Mg、Al的物質的量之是的物質的量之是 。dabcKI淀粉試紙淀粉試紙6、c作為筆在左邊紙上寫作為筆在左邊紙上寫字，字跡變藍，則字，字跡變藍，則b是是極，極，c

14、上發(fā)生的反應為上發(fā)生的反應為，d的總化學反應方程式為的總化學反應方程式為。6:3:2正正2I-2e- =I22KI+2H2O = H2+I2+2KOH通電通電二、電解原理的重要應用二、電解原理的重要應用H+Na+Cl-OH-陽極放出有刺激性氣味的氣體陽極放出有刺激性氣味的氣體陰極放出無色無味的氣體陰極放出無色無味的氣體1、電解飽和食鹽水、電解飽和食鹽水電極反應方程式電極反應方程式 陰極：陰極： 2H+ +2e = H2陽極：陽極：2Cl- - 2e = Cl2總式：總式：2NaCl +2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2通電通電注意：陰極區(qū)注意：陰極區(qū)pH值升高，酚酞變紅（陰極與負極

15、值升高，酚酞變紅（陰極與負極相連）相連）如何提純氯化鈉溶液？如何提純氯化鈉溶液？+-純銅純銅粗銅粗銅 電解液電解液(CuSO4溶液溶液)陰極：陰極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應）（還原反應）陽極：陽極： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反應）（氧化反應）特征：特征：純銅作陰極，粗銅作陽極純銅作陰極，粗銅作陽極陽極主要金屬與電解質中的陽離子相同陽極主要金屬與電解質中的陽離子相同電解液電解液CuSO4的濃度基本不變，有雜質離子的濃度基本不變，有雜質離子Zn2+、Fe2+、Ni2+雜質雜質Zn、Fe、Ni、Ag、Au如何除去？如何除去？2、精煉銅、精煉銅陽極還包含陽極還包含Zn、F

16、e、Ni失電子，且比失電子，且比Cu先失電子先失電子+-鐵片鐵片銅片銅片 電鍍液電鍍液(CuSO4溶液溶液)陰極：陰極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應）（還原反應）陽極：陽極： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反應）（氧化反應）特征：特征：被鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極被鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極陽極金屬與電解質溶液中的陽離子相同陽極金屬與電解質溶液中的陽離子相同電電鍍鍍液液CuSO4的濃度基本不變的濃度基本不變3、電鍍銅、電鍍銅電鍍的定義：電鍍的定義：電鍍的意義：電鍍的意義：+-鐵片鐵片鋅片鋅片 電鍍液電鍍液(ZnCl2溶液溶液)Zn2+H+，則，則Zn2+放電放電4、電鍍鋅、電鍍鋅陰極：陰極： Zn2+ + 2e = Zn （還原反應）（還原反應）陽極：陽極： Zn 2e = Zn2+ （氧化反應）（氧化反應）關于電鍍的生產(chǎn)和污染及防治關于電鍍的生產(chǎn)和污染及防治陽極陽極陰極陰極電解質電解質Al2O3Na3AlF6碳塊碳塊陰極：陰極： 4Al3+ + 12e = 4Al陽極：陽極： 6O2- - 12e = 3O2總式：總式： 2Al2O3 = 4Al + 3O2通