化学选修ⅳ鲁科版电能转化为化学能电解（第一课时）课件

1、1第第2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能-电解电解一、电解原理一、电解原理 已知：已知：1molNa在氯气中燃烧放出在氯气中燃烧放出411kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式。的热量，试写出该反应的热化学方程式。联想联想*质疑质疑 金属钠是在金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在应用于工业生产，约在1891年才获得成功。年才获得成功。1921年电解氯年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工到重要应用，它

2、的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法电解是将电能转化为化学能的一种重要方法3一、电解原理一、电解原理（以电解氯化钠为例）（以电解氯化钠为例）实验：实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：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 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸粉试纸变蓝（变蓝（Cl2) 阴极：有金属钠析出阴极：有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融Na

3、Cl 4实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子：Na+ 阴离子阴离子：Cl- 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 5（2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 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

4、还原反应总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 通电6电解电解: : 使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳阴阳两极两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池: : 借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转转化为化为化学能化学能的装置的装置. .阴阴极极阳阳极极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 7电子的流向电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出，流电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）液中移动）离

5、子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动. .惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极： 惰性电极惰性电极( (铂、金、石墨铂、金、石墨) )：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应8电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。也可以在电解质溶液中进行。以电解硫酸铜为例以电解硫酸铜为例实验：实验：用惰性（石墨）电极电解硫酸铜溶液用惰性（石墨）电

6、极电解硫酸铜溶液现象：现象： 阳极：有气泡（阳极：有气泡（O2） 阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氧氧气气铜铜CuSO4溶液溶液9实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况 阳离子阳离子：H+、Cu2+ 阴离子阴离子：OH-、SO42- 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 10（3）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电

7、极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：4OH- 4e-O2 + 2H2O 氧化反应氧化反应 阴极阴极：Cu2+2e- Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序： 阳离子阳离子：Cu2+ H+ 阴离子阴离子： OH- SO42-（4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况： 硫酸铜溶液浓度降低硫酸铜溶液浓度降低 2CuSO4 +2H2O 2Cu+ O2 +2H2SO4电解11离子放电顺序：离子放电顺序： 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧金属在阳极失电子被氧化成

8、阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、石墨等、石墨等) )时：时：溶液中阴离子的溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：放电顺序（由难到易）是： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极: :12电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：

9、阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小减小减小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 通电13阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 阳极阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e- 2H2 变大变大不不变变 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 通电14阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl- 2e- Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- H

10、2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 通电减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液15实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 阴极：阴极：Cu2+ 2e- Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4通电16电解规律（惰性电极）小电解规律（惰性电极）小结结 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢

11、生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Al3+Mg2+Na+17 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液复原方法溶液复原方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸H

12、Cl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- 2H2减小减小增大增大不变不变H2O阳极：阳极：2Cl- 2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e- H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极：阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：阴极：Cu2+2e- Cu减少减少CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极：阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：阴极：2H+2e- H2增大增大HCl不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- 4e- O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- 2Cu减小减小CuO18（

13、 A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶溶液液PH值的变化。值的变化。巩固练习巩固练习192.2.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关，对该装置的有关叙述正确的是叙述正确的是 A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余两极外，其余电极均参加了反应电极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不不变变 B 203.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下极附近溶液呈红色。下列说法正确的是列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4