電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解PPT課件

1、電解法第1頁/共33頁注意：電解與電離的區(qū)別條件特征陰陽離子無規(guī)則地自由運(yùn)動，無明顯的化學(xué)變化陰陽離子作定向運(yùn)動，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)關(guān)系先電離后電解先電離后電解電離電解電解池中，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解過程電解池中，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解過程2NaCl= 2Na+ + 2Cl 2NaCl=2Na+ Cl2 電解直流電的作用受熱或極性分子的作用第2頁/共33頁電解：使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解。構(gòu)成電解池的條件：是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛请娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置！學(xué)能的裝置！直流電源；與電源負(fù)極相連的電極為陰極（還原反應(yīng)）與電源正極相連的電極為陽極（氧

2、化反應(yīng)）陰、陽電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解原理：溶于水或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物溶于水或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物第3頁/共33頁陽極：陰極：說明：說明：1 1、惰性電極：用石墨、金、鉑等材料做、惰性電極：用石墨、金、鉑等材料做 的電極，一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng)；的電極，一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng)； 2 2、活性電極：用鐵、鋅、銅等還原性較強(qiáng)、活性電極：用鐵、鋅、銅等還原性較強(qiáng) 金屬做的電極，活性電極作陽極時(shí)，優(yōu)金屬做的電極，活性電極作陽極時(shí)，優(yōu) 先發(fā)生氧化反應(yīng)。先發(fā)生氧化反應(yīng)。與電源正極相連，陰離子移向此極，與電源正極相連，陰離子移向此極，失去電子

3、，發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)與電源負(fù)極相連，陽離子移向此極，與電源負(fù)極相連，陽離子移向此極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)第4頁/共33頁3 3、電子的流向、電子的流向: :電子從外加電源的負(fù)極流出，流電子從外加電源的負(fù)極流出，流 到電解池的陰極，從陽極流回電源正極。到電解池的陰極，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: : 陽離子向陰極移動陽離子向陰極移動, , 陰離子向陽極移動。陰離子向陽極移動。第5頁/共33頁與電源正極相連與電源正極相連陽極

4、陽極陰極陰極與電源負(fù)極相連與電源負(fù)極相連發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)陽離子移向陽離子移向陰離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系第6頁/共33頁陰極陽極陽離子陰離子得電子還原反應(yīng)失電子氧化反應(yīng)第7頁/共33頁實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有金屬鈉析出有金屬鈉析出陰極陽極氯氣鈉熔融熔融NaCl 有氣泡，有刺激性氣味，有氣泡，有刺激性氣味，并能使并能使 濕潤的濕潤的KI-KI-淀粉試淀粉試紙變藍(lán)（紙變藍(lán)（ClCl2 2) )陽極：陰極：第8頁/共33頁電解熔融氯化鈉電解熔融氯化鈉(見課本見課本P11原理圖原理圖) 通電前, , NaNa+ + 、 ClCl- - 在 _

5、運(yùn)動。 通電后, , NaNa+ +向_ _ 極( (與電源_相連) )移動，ClCl- -向_極( (與電源_相連) )移動。電子從電源負(fù)極流向_極, ,電極反應(yīng)為_ ,_ ,發(fā)生_反應(yīng)。電子從電解池陽極流向_極, ,電極反應(yīng)為_ ,_ ,發(fā)生_反應(yīng)?？偡磻?yīng)為_。 陰無規(guī)則自由負(fù)極陽正極電解池陰2NaCl 2Na +Cl2 通電 氧化還原電源正2Na+ 2e- = 2Na2Cl -2e-=Cl2第9頁/共33頁 第第2 2節(jié)節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解電解 第第2 2課時(shí)課時(shí)授課人：劉建玲第10頁/共33頁陰極陽極陽離子陰離子得電子還原反應(yīng)失電子氧化反應(yīng)復(fù)習(xí)回顧第11頁/共33頁

6、分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子確定電極材料及名稱導(dǎo)與練P7要點(diǎn)突破第12頁/共33頁實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：與電源負(fù)極相連的碳棒有一層紅色的銅生成。發(fā)生還原反應(yīng) 陰極。與電源正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗(yàn)，是氯氣。發(fā)生氧化反應(yīng) 陽極。反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2 通電 CC熔融CuCl2CuCl2陽極陰極整個(gè)裝置就是電解池。試以電解知識分析以試以電解知識分析以石墨為電極電解熔融石墨為電極電解熔融氯化銅氯化銅第13頁/共33頁通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動的離子；通電后：Cu2+

7、移向陰極得到電子， Cl移向陽極失去電子；電極反應(yīng)：陽極：2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）陰極：Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通電前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 陰極陽極通電后第14頁/共33頁第15頁/共33頁演示實(shí)驗(yàn)：用石墨做陽極，鐵做陰極電解飽和的食鹽水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄：1.1.陰、陽兩極電極上均有氣泡冒出；陰、陽兩極電極上均有氣泡冒出；2.2.陰極溶液變紅；陰極溶液變紅；3.3.陽極產(chǎn)生氣體使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色。陽極產(chǎn)生氣體使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色

8、。思考并分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因；如將陰陽電極的材料互換，產(chǎn)生的現(xiàn)象還一嗎？第16頁/共33頁 H+oooooooooooooooooooo 陰極陽極H2Cl2電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)裝置e-e-單擊電子流動Fe電極石墨電極Na+2Cl -2e- = Cl22H+ + 2e- = H2CloooooooooooooooooooooooOH-第17頁/共33頁離子放電順序：離子放電順序：活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：陽極陽極金屬材料優(yōu)先失電子金屬材料優(yōu)先失電子被氧化被氧化。用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶液中陰離子溶液中陰離子 的放電順序（由易到難

9、）是：的放電順序（由易到難）是：S S2-2- SO SO3 32-2- I I- - Br Br- - Cl Cl- - OH OH- - SO SO4 42- 2- NO NO3-3- (等含氧酸根離子）F-陽極：陽極：陰極陰極：（電極材料不反應(yīng)）：（電極材料不反應(yīng)）陰離子放電順序?yàn)椋宏庪x子放電順序?yàn)椋篈gAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+(H(H+ +) Al) Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa+ +KK+ +第18頁/共33頁練習(xí)：練習(xí)：以石墨為電極電解下列溶液，寫出相 應(yīng)的電極反應(yīng)和總

10、反應(yīng)。 H2SO4溶液：NaOH溶液:Na2SO4溶液：鹽酸：CuCl2溶液：KCl溶液：飽和食鹽水：CuSO4溶液：注： KCl溶液與NaCl溶液本質(zhì)是相同的第19頁/共33頁H H2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+ +、OHOH- -、SOSO4 42-2- ） 陰極：陰極：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 陽極：陽極：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O = O2+2H+2H2 2O ONaOHNaOH溶液（溶液（H H+ +、NaNa+ +、OHOH- -） 陰極：陰極：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 陽極：

11、陽極：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O = O2+2H+2H2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液（溶液（H H+ +、NaNa+ +、OHOH- -、SOSO4 42-2-） 陰極：陰極：4H4H+ + + 4e + 4e- - = 2H = 2H2 陽極：陽極：4OH4OH- - 4e- 4e- - = O= O2+2H+2H2O O實(shí)質(zhì)是：電解水實(shí)質(zhì)是：電解水總反應(yīng)： 2H2H2 2O 2HO 2H2 2 + O + O2 2 通電 第20頁/共33頁鹽酸鹽酸HClHCl溶液（溶液（H H+ +、ClCl- - 、OHOH- - ） 陰極：陰極：2H2H+ + + 2e

12、+ 2e- - = H = H2 2 陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl= Cl2 2 CuClCuCl2 2溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、ClCl- -、OHOH- -） 陰極：陰極： CuCu2+2+ 2e2e = Cu= Cu 陽極：陽極： 2Cl2Cl2e2e = Cl= Cl2 2總反應(yīng)：CuCl2 Cu + Cl2 通電 總反應(yīng)：2HCl H2 2 + Cl2 通電 實(shí)質(zhì)是：電解溶質(zhì)本身實(shí)質(zhì)是：電解溶質(zhì)本身第21頁/共33頁KClKCl溶液（溶液（H H+ +、K K+ +、OHOH- -、ClCl- -） 陰極：陰極：2H2H+ + + 2e +

13、 2e- - = H = H2 2 陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl= Cl2 2CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、 SOSO4 42-2- 、OHOH- -） 陰極：陰極： 2Cu2Cu2+2+4e4e = 2Cu= 2Cu 陽極：陽極： 4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O = O2 2+2H+2H2 2O O實(shí)質(zhì)是：電解溶質(zhì)與水實(shí)質(zhì)是：電解溶質(zhì)與水總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2KCl+2H2KCl+2H2 2O HO H2 2+ Cl+ Cl2 2+2KOH+2KOH 通電 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2CuSO2CuSO4 4 +2H +

14、2H2 2O OO O2 2+ 2Cu + 2H+ 2Cu + 2H2 2SOSO4 4 通電 第22頁/共33頁 第第2 2節(jié)節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解電解 第第3 3課時(shí)課時(shí)授課人：劉建玲第23頁/共33頁CuCuCuAgCCCuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液寫出下列電解池中的電極反應(yīng)，并思考各有什么現(xiàn)象。第24頁/共33頁活性電極材料活性電極材料陽極（銅）：陽極（銅）：Cu Cu 2e2e- - = Cu = Cu2+ 2+ （銅電極逐漸溶解銅電極逐漸溶解）陰極（銅）：陰極（銅）：CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu = Cu （銅電極質(zhì)量增加）（銅

15、電極質(zhì)量增加）惰性電極材料惰性電極材料陰極：陰極： 2Cu2Cu2+2+4e4e = 2Cu= 2Cu（石墨上有銅析出）（石墨上有銅析出）陽極：陽極： 4OH4OH- - - 4e- 4e- - = O = O2 2+2H+2H2 2O O（有氣泡冒出）（有氣泡冒出）CuSOCuSO4 4溶液（溶液（H H+ +、CuCu2+2+、 SOSO4 42-2- 、OHOH- -）活性電極材料活性電極材料陽極（銅）：陽極（銅）：Cu Cu 2e2e- - = Cu = Cu2+ 2+ （銅電極逐漸溶解銅電極逐漸溶解）陰極（銀）：陰極（銀）：CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu = C

16、u （銀電極上有銅析出）（銀電極上有銅析出）銅的電解精煉銅的電解精煉閱讀課本閱讀課本P15P151616電鍍電鍍閱讀課本閱讀課本P16P161717第25頁/共33頁2 2、銅的電解精煉原理：粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑的金屬：ZnZn、FeFe、NiNi只溶解，不析出； 比銅不活潑的金屬：AuAu、PtPt不溶解，而以單質(zhì)沉積 形成陽極泥；電解質(zhì)溶液中CuSOCuSO4 4的濃度基本不變；二、電解原理的應(yīng)用1 1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。第26頁/共33頁3 3、電鍍 把待鍍的金屬制品作陰

17、極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。在直流的作用下，鍍層表面就覆蓋一層均勻光潔而致密的鍍層。4 4、電冶金制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽極：陽極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極：2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 通電 第27頁/共33頁1、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（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、以石墨作電極分別電解下列溶液，電解質(zhì)和水的量都發(fā)生變化的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaO

18、H3、以石墨作電極電解水時(shí)，可用來增強(qiáng)導(dǎo)電性的物質(zhì)是（ ），溶液pH值變大的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBCADCD第28頁/共33頁一、電解池（3要素電源、電極、 電解質(zhì)）將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置陽極：與外接電源的正極相連（氧化反應(yīng)）陰極：與外接電源的負(fù)極相連（還原反應(yīng)）惰性電極（Au、Pt、石墨）陽極：陰離子放電（S S2-2-、I I、BrBr、ClCl、OHOH）陰極：陽離子放（AgAg+ +、 FeFe3+3+、 CuCu2+2+、FeFe2+2+、 ZnZn2+2+等） （陰極材料任何情況都不反應(yīng)） 非惰性電極即活性電極（陽極自身放電）二、電解原理應(yīng)用電解飽和食鹽水、銅的精煉、電鍍第29頁/共33頁圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，