电流的化学效应教学课堂PPT

1、1電流的化學效應你知道嗎?! 當電流通過電解質時,在兩極會發生化學反應,這就是所謂電流的化學效應2水的組成與分解水的組成與分解n組成組成: 氫氣燃燒可產生水氫氣燃燒可產生水 氫與氧組成水氫與氧組成水n分解分解: 接於電池兩極的金屬導線於水中生氣泡接於電池兩極的金屬導線於水中生氣泡 水被電流分解為氫與氧水被電流分解為氫與氧3電解v利用利用電能電能,以引起分解的化學反應以引起分解的化學反應v裝置裝置:v原理原理:正離子移向負極得電子而析出正離子移向負極得電子而析出v 負離子移向正極失電子而成中性原子析出負離子移向正極失電子而成中性原子析出4水的電解n注意事項注意事項:n針頭與銅線以絕緣膠帶纏針頭與

2、銅線以絕緣膠帶纏緊是防氣泡從銅線冒出緊是防氣泡從銅線冒出n純水極難電解故加入純水極難電解故加入氫氧氫氧化鈉化鈉幫助導電。幫助導電。n試管內不能有空氣試管內不能有空氣 裝置裝置( (一一) )5水的電解裝置(二)6水的水的電電解解觀觀察察n負極產生的氣體與正極產生的氣體其高度比為負極產生的氣體與正極產生的氣體其高度比為2 2：1 1 體積比為體積比為2:12:1n兩極的極棒愈靠近，電解產生氣泡的速率愈快。兩極的極棒愈靠近，電解產生氣泡的速率愈快。n負極的氣體會使點燃的火柴產生爆鳴聲負極的氣體會使點燃的火柴產生爆鳴聲 氫之可燃性氫之可燃性n正極的氣體會使餘燼復燃正極的氣體會使餘燼復燃 氧之助燃性氧

3、之助燃性 化合物與化學變化 7水的水的電電解解討論討論n電解時，水中電解時，水中ohoh離子移向正極，故離子移向正極，故正極正極可收集到可收集到氧氧氣氣;h;h+ +移向負極，故移向負極，故負極負極可收集到可收集到氫氫氣。氣。n反應式反應式: : 負極負極:h:h+ +e- h+e- h2 2 正極正極:2oh:2oh o o2 2+2h+2h+ +4e-+4e- 總反應總反應:2h:2h2 2o 2ho 2h2 2+o+o2 2 體積比體積比: 2 : 1: 2 : 1 質量比質量比: 1 : 8 : 1 : 8 定比定律定比定律8硫酸銅水溶液的電解n以碳棒做電極以碳棒做電極, ,因其穩定而

4、不參與化學反應因其穩定而不參與化學反應n硫酸銅於水中解離硫酸銅於水中解離: :2cuso2cuso4 42cu2cu2+2+soso4 422 n銅離子移向負極得電子而析出銅離子移向負極得電子而析出紅色銅紅色銅 碳棒質量增加碳棒質量增加, ,溶液中溶液中cucu2+2+減少減少, ,故故藍色藍色逐逐漸便淡漸便淡n水比硫酸根離子易失電子水比硫酸根離子易失電子, ,故正極是電解水的故正極是電解水的反應而生反應而生氧氣氧氣與與h h+ + ph ph值降低值降低9硫酸銅水溶液電解裝置n反應式反應式: :負極負極: :2cu2cu2+2+4e4e2cu2cu 正極正極: :2h2h2 2o o4h4h

5、+ +o o2 24e4e 總反應總反應: :2cu2cu2+2+2h2h2 2o o2cu2cuo o2 24h4h+ +10這就是我們喝的水嗎？n是否曾被賣淨水器的推銷員以家中的水來電解，而被電解水中出現黃色與綠色的各種汙穢不堪的懸浮物所嚇到呢？n事實上n 其以鐵作正極而發生氧化反應,會產生有色的金屬離子或金屑錯離子： fefe22e或fefe33e 而電解水時負極產生鹼性物質,可與鋁電極生之鋁離子產生膠狀物質：2h2o+2eh22oh 2al+2oh6h2o2a1(oh)43h2 故有色汙染物來自鐵棒，膠狀懸浮物來自鋁棒，11電鍍n電鍍電鍍利用利用電解反應電解反應, ,將一種金屬鍍於另一

6、種將一種金屬鍍於另一種金屬的表面金屬的表面, ,形成一層金屬外殼形成一層金屬外殼n原理利用電解反應原理利用電解反應, ,溶液中的金屬離子會在溶液中的金屬離子會在負極接受電子而析出負極接受電子而析出n反應反應 正極正極: :欲鍍金屬欲鍍金屬m mm m+ +e-+e- 負極被鍍物表面做負極被鍍物表面做m m+ +e- m+e- m 故用含故用含m m+ +之溶液作電鍍液之溶液作電鍍液12電鍍的圖解電鍍的圖解13電鍍實例一n鐵質鑰匙鍍上銅鐵質鑰匙鍍上銅正極：正極：cucucucu2+2+2e2e負極：負極：cucu2+2+2e2ecucu全反應：全反應：cucu（正極）（正極）cucu（負極）（負

7、極）電鍍液：硫酸銅溶液電鍍液：硫酸銅溶液 14電鍍實例二n銅板鍍銀銅板鍍銀 正極：正極：agagagag2+2+2e2e負極：負極：agag2+2+2e2eaa全反應：全反應：agag（正極）（正極） agag（負極）（負極）電鍍液：銀氰化鉀溶液電鍍液：銀氰化鉀溶液 15討論n溶液中金屬離子在負極獲得電子而析出溶液中金屬離子在負極獲得電子而析出, ,故負極重量增故負極重量增加加, ,且受溫度、電流強度及電鍍液濃度影響其薄膜的均且受溫度、電流強度及電鍍液濃度影響其薄膜的均勻堅實勻堅實n正極金屬溶解成金屬離子進入電鍍液中正極金屬溶解成金屬離子進入電鍍液中, ,故正極重量減故正極重量減少少n正極減少

8、的質量等於負極增加的質量正極減少的質量等於負極增加的質量, ,故電鍍液的離子故電鍍液的離子濃度不變。濃度不變。n用用砂紙砂紙磨去磨去鏽斑鏽斑, ,以以氫氧化鈉氫氧化鈉水溶液洗去水溶液洗去油汙油汙, ,因其造成因其造成導電不良導電不良n電鍍後電鍍後, ,被鍍物體先以被鍍物體先以蒸餾水蒸餾水沖洗沖洗, ,再以再以丙酮丙酮洗淨洗淨, ,因丙因丙酮為一種極易揮發的溶劑酮為一種極易揮發的溶劑, ,故有助於加速乾燥硬化。故有助於加速乾燥硬化。 16電鍍的功用、污染、處理 n功用功用: :n防止生銹防止生銹: :能使電鍍層內的金屬與空氣、水分能使電鍍層內的金屬與空氣、水分隔絕隔絕, ,以免生銹。以免生銹。

9、n增加美觀：能使物體表面光滑明亮。增加美觀：能使物體表面光滑明亮。 n提煉純金屬提煉純金屬: :粗銅中含金銀鋅等雜質粗銅中含金銀鋅等雜質, ,故將粗故將粗銅放於正極以電解出純銅於負極銅放於正極以電解出純銅於負極1.1.磨光金屬表面磨光金屬表面: :因正極金屬在通電過程中因正極金屬在通電過程中, ,都都由突出部份先被電解融化由突出部份先被電解融化, ,故可使金屬表面變故可使金屬表面變光滑光滑 17電鍍的污染、處理n電鍍工業的廢棄物可能含有電鍍工業的廢棄物可能含有銅、鉻、鋅銅、鉻、鋅等重金等重金屬屬, ,濃度高時都有毒性。對環境造成很嚴重污染。濃度高時都有毒性。對環境造成很嚴重污染。n鍍鍍銀銀的電

10、鍍液中含有劇毒的的電鍍液中含有劇毒的氰化物氰化物（含（含cncn）, ,必須加以處理才能排放。必須加以處理才能排放。n民國民國7575年年4 4月間的二仁溪河口綠牡蠣事件月間的二仁溪河口綠牡蠣事件, ,就是就是二仁溪上游電鍍業者隨意排放電鍍廢棄液的結二仁溪上游電鍍業者隨意排放電鍍廢棄液的結果果, ,造成造成銅離子銅離子的污染。通常可在銅離子水溶液的污染。通常可在銅離子水溶液中加入中加入鋼絲絨鋼絲絨, ,使其反應使其反應, ,析出金屬銅析出金屬銅。 18化合物化合物與與化化學變學變化化 n化學變化化學變化:原分子發生改變產生新分子原分子發生改變產生新分子,性質也改變了性質也改變了n化合物化合物:由兩種或兩種以上的元素以一由兩種或兩種以上的元素以一定的比例組成的新物質定的比例組成的新物質n與其成分元素的性質完全不同與其成分元素的性質完全不同n必須用化學變化來分解出他的成分必須用化學變化來分解出他的成分n是一種是一種純物質純物質，具有一定熔點與沸點。，具有一定熔點與沸點。 n水電解後產生氫和氧。其三種性質完全水電解後產生氫和氧。其三種性質完全不同不同, ,故水的電解是一種化學變化。故水的電解是一種化學變化。19定比定律定比定律n定比定律定比定律: :組成化合物的各種元素之間組成化合物的各種元素之間, ,其質量其質量比恆為一定值。比恆為一定值。 ex:hex:h