原理第一章第二节

1、第第2 2节节 电能与化学能之间的转化电能与化学能之间的转化 -电解电解 【知识回顾】【知识回顾】1.1.电解质的电离是否需要通电？固体电解质的电离是否需要通电？固体NaClNaCl、熔融、熔融NaClNaCl、NaClNaCl溶液中，能够导电的有哪些？为什么能导电？溶液中，能够导电的有哪些？为什么能导电？2.298K2.298K时，时，46g46g固体钠在足量的氯气中燃烧生成固体固体钠在足量的氯气中燃烧生成固体NaClNaCl，放出，放出822.3kJ822.3kJ的热量，该反应的热化学方程式的热量，该反应的热化学方程式为为 ，反应中发生氧化反应，反应中发生氧化反应的物质是的物质是 ，发生还

2、原反应的是，发生还原反应的是 。2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H=-822.3kJmol-1 实现实现NaClNa+Cl2的转化是吸收能量还是放出能量？的转化是吸收能量还是放出能量？ （1 1）通电前，熔融通电前，熔融NaCl中存在哪些离子？运动情况中存在哪些离子？运动情况如何？如何？ （2 2） 通电后，外电路中电流方向和电子的流动方向通电后，外电路中电流方向和电子的流动方向如何？如何？ 微粒运动情况如何？微粒运动情况如何？熔融氯化钠熔融氯化钠+-Na+:Cl-:+-+-+-+-+-NaClNaCl = Na = Na+ + + Cl+ Cl- -离子离子运动运动无序无序熔融

3、氯化钠熔融氯化钠+-+-Na+:Cl-:+-+I - -电子：电子： -+ + + + + +铁铁石墨石墨正电荷正电荷聚集聚集负电荷负电荷聚集聚集（3 3） 通电后，移动到两极表面的离子发生了什么变通电后，移动到两极表面的离子发生了什么变化？化？湿润的湿润的KIKI淀粉淀粉试纸试纸银白色银白色固体固体变蓝色变蓝色铁铁石墨石墨电解池电解池熔融氯化钠熔融氯化钠+-+-Na+:Cl-:+-+I - -电子：电子： -+ + + + + +铁铁石墨石墨正电荷正电荷聚集聚集负电荷负电荷聚集聚集（3 3） 通电后，移动到两极表面的离子发生了什么变通电后，移动到两极表面的离子发生了什么变化？化？1熔融氯化钠

4、熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-:I电子：电子： -2熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -3熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -4熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -5熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -6熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -7熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:I电子：电子： -1熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -2熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：

5、电子： -7熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -1熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -2熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -3熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -4熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -5熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -6熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -7熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:

6、Cl-: Cl2:电子：电子： -2熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -2熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -4熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -5熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -6熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2:电子：电子： -7-+-+I+-Na+:Cl-: Cl2电子：电子： -电解池电解池电子电子定向定向移动移动离子离子定向定向移动移动铁铁石石墨墨你能写出两个电极上发生的反应吗？你能写出两个电极

7、上发生的反应吗？熔融氯化钠熔融氯化钠-+-+-Na+:Cl-:Cl2:电子电子： -铁铁石石墨墨2Na+ +2e-2Na 2Cl-Cl2+ 2e- 还原反应还原反应+ +- -总反应：总反应： 2NaCl 2Na+Cl2 阴极阴极氧化反应氧化反应阳极阳极我们还可以从哪些角度判断电解池我们还可以从哪些角度判断电解池的阴、阳极的阴、阳极+-+-Na+:Cl-:+-+I - -电子：电子： -+ + + + + +铁铁石墨石墨 阴极阴极阳极阳极氧化反应氧化反应失电子失电子电子流出电子流出阴离子移向阴离子移向还原反应还原反应得电子得电子电子流入电子流入阳离子移向阳离子移向质量增加质量增加电解的原理是什

8、么？电解的原理是什么？接电源正极接电源正极接电源负极接电源负极判断下面电解池的两极，写出两极反应及判断下面电解池的两极，写出两极反应及总反应。总反应。找离子找离子抓反应抓反应看守恒看守恒阳极聚集阳极聚集阴离子，阴离子，阴极聚集阴极聚集阳离子。阳离子。阳极发生阳极发生氧化反应氧化反应，阴极发，阴极发生还原反生还原反应。应。【迁移应用迁移应用】1.分析下图，属于电解池的有（分析下图，属于电解池的有（ ）2.下列说法正确的是下列说法正确的是( )电解是把电能转变成化学能；电解是把电能转变成化学能； 电解是化学能转变成电能；电解是化学能转变成电能； 电解质溶液导电是化学变化；电解质溶液导电是化学变化；

9、任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；模拟工业电解熔融氯化钠模拟工业电解熔融氯化钠熔融氯化钠熔融氯化钠湿润的湿润的KIKI淀粉淀粉试纸试纸石墨石墨铁铁银白色固体银白色固体【归纳拓展】【归纳拓展】1.1.电解电解3.3.判断阴极、阳极的方法判断阴极、阳极的方法4.4.电极反应、电解反应的书写电极反应、电解反应的书写2.2.电解池及电解池的构成条件电解池及电解池的构成条件直流电源直流电源固体电极材料固体电极材料（两个电极）（两个电极）熔融电解质或电熔融电解质或电解质溶液解质溶液闭合回路闭合回路电电 解解(1)判断该电解池的阴极和阳极。判断该电解池的阴极

10、和阳极。(2)饱和食盐水中可能存在哪些离子？连接电源后它们的移动方饱和食盐水中可能存在哪些离子？连接电源后它们的移动方向如何向如何?可能发生的电极反应是什么？会生成哪些产物？可能发生的电极反应是什么？会生成哪些产物？阳极阳极阴极阴极Na+H+Cl-OH-2Cl2Cl- -2e-2e- - =Cl =Cl2 22H2H+ +2e+2e- - =H =H2 24OH4OH- -4e-4e- -OO2 2+2H+2H2 2O O2Na2Na+ + +2e+2e- -2Na2Na 还原反应还原反应氧化反应氧化反应在两个电极上哪种离子最有在两个电极上哪种离子最有可能发生反应，为什么？可能发生反应，为什么

11、？(3)(3)接通电源，观察电极表面出现的现象，根据已有接通电源，观察电极表面出现的现象，根据已有的化学知识，判断并检验气体产物；分析并检验的化学知识，判断并检验气体产物；分析并检验两极溶液组成的变化。两极溶液组成的变化。有气泡产生，使湿有气泡产生，使湿润的淀粉润的淀粉KIKI溶液溶液变蓝变蓝有气泡产生，做有气泡产生，做爆鸣性实验有尖爆鸣性实验有尖锐的爆鸣声锐的爆鸣声水中的氢离子放电，必然导致水中的氢离子放电，必然导致OH-浓度的增大。浓度的增大。2Cl-2e- =Cl22H+2e- =H2阳极：阳极：阴极：阴极：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2通电通电(4)写出电极反应式和

12、电解写出电极反应式和电解反应的化学方程式反应的化学方程式阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物该实验中我们实该实验中我们实际收集到的氢气际收集到的氢气多还是氯气多，多还是氯气多，为什么？为什么？NaCl=Na+ + Cl-H2OH 阴极阴极阳极阳极2Cl-2e-Cl氧化反应氧化反应2H+2e-H2还原反应还原反应电源负极相连电源负极相连-电源正极相连电源正极相连电离过程电离过程电解过程电解过程通电前通电前通电后通电后概括归纳概括归纳分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原分析得出产物分析得出产物阴阳两极附近

13、有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子【迁移应用】用石墨电极电解【迁移应用】用石墨电极电解CuSO4溶液，分析溶液，分析两极发生的电极反应，并写出电极反应式及电解两极发生的电极反应，并写出电极反应式及电解反应的化学方程式，分析两极附近溶液的变化反应的化学方程式，分析两极附近溶液的变化阴极：阴极：Cu 2+ + 2e- = Cu阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2H2O H+ + OH-Cu SO4 = Cu2+ + SO42-试写出电解的总反试写出电解的总反应应（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：

14、只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离离子和气体不能通过子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳，把电解槽隔成阴极室和阳极室。极室。 （2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化，而影响氢氧化钠的产量。钠的产量。氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金

15、属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室惰性电极离子的放电顺序：惰性电极离子的放电顺序：（1）阴极上，阳离子放电）阴极上，阳离子放电K+、Ca2+、Na+、Mg2+、 Al3+ 、Zn2+、 Fe2+、 H+、 Cu2+、 Ag+、 Au+、放电由难到易放电由难到易S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、NO3-、SO42-、F-放电由易到难放电由易到难（2）阳极上阴离子放电阳极上阴离子放电发生还原反应发生还原反应发生氧化反应发生氧化反应电解饱和食盐水电解饱和食盐水阴阳极的判断阴阳极的判断方法有哪些？方法有哪些？两极的产物分两极的产物分别是什么？如别是什么？如何检验？何检验？电解的原

16、理是电解的原理是什么？什么？为什么为什么H+会先会先Na+而放电？而放电？写出该电解池的两极反应和总反应写出该电解池的两极反应和总反应【知识回顾】写出用惰性电极【知识回顾】写出用惰性电极电解电解NaClNaCl溶液、溶液、CuSOCuSO4 4溶液、溶液、CuClCuCl2 2溶液、溶液、H H2 2SOSO4 4溶液的电极溶液的电极反应式以及电解的离子方程式。反应式以及电解的离子方程式。 【问题【问题1】若用铜作电极电解硫】若用铜作电极电解硫酸铜溶液，两极上会发生怎样酸铜溶液，两极上会发生怎样的反应呢？的反应呢？溶液中铜离子的浓度如何变化？溶液中铜离子的浓度如何变化？若用金属做阳极若用金属做

17、阳极金属首先被氧化金属首先被氧化（AuAu、PtPt除外）除外）阳极阳极阴极阴极？【问题【问题2 2】在上述电解】在上述电解CuSOCuSO4 4溶液的过程中，如果把阳溶液的过程中，如果把阳极再更换为粗铜（含杂质如锌、铁、镍、银、金等），极再更换为粗铜（含杂质如锌、铁、镍、银、金等），两极上又可能发生怎样的反应？两极上又可能发生怎样的反应？Zn - 2eZn - 2e- - = Zn= Zn2+2+Fe - 2eFe - 2e- - = Fe= Fe2+2+Ni - 2eNi - 2e- - = Ni= Ni2+2+Cu - 2eCu - 2e- - = Cu= Cu2+2+CuCu2+ 2+

18、 + 2e+ 2e- - = Cu= Cu阳极阳极阴极阴极阳极泥阳极泥溶液中铜离子的浓度如何变化？溶液中铜离子的浓度如何变化？【迁移应用】【迁移应用】1 1金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量量FeFe、ZnZn、CuCu、PtPt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是下列叙述正确的是( (已知：氧化性已知：氧化性FeFe2 2NiNi2 2CuCu2 2) )A A阳极发生还原反应，其电极反应式：阳极发生还原反应，其电极反应式：NiNi2 22e2e- -NiNiB B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等等C C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有电解后，溶液中存在的金属阳离子只有FeFe2+2+和和Zn