【化学】1.2.1《电能转化为化学能——电解》第一课时课件(鲁科版选修4)

1、一、电解原理,第2节 电能转化为化学能 -电解,已知：1molNa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。,联想*质疑,金属钠是在1807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1891年才获得成功。1921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到重要应用，它的产量显著地增加。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化钠的方法。,电解是将电能转化为化学能的一种重要方法,2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H(298K)=-822KJ.mol-1,一、电解原理（以电解氯化钠为例）,实验：用惰性（石墨）和

2、铁电极电解熔融的氯化钠,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：有金属钠析出,阴极Fe,阳极石墨,氯 气,钠,熔融NaCl,电解熔融氯化钠,.接通电源前、后，熔融氯化钠中的Na+和Cl各向哪个方向移动？,石墨电极,铁电极,熔融氯化钠,Na+,Cl-,.移到两极表面的Na+和Cl-将发生什么变化？,实验分析：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：Na+ 阴离子：Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关,2Na+2e-=2Na,还原反应,2l- -2e- =Cl

3、2,氧化反应,（阳极）,（阴极）,(-)铁电极,(+)石墨电极,熔融氯化钠,Na,Cl,Cl,石墨电极,铁电极,2NaCl = 2Na+Cl2,通电,Na,Cl2,发生氧化反应的电极叫阳极 发生还原反应的电极叫阴极,电解: 使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,电解池: 借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,构成条件: (1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,电解原理：,电子的流向: 电子从外加电源

4、的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,离子定向移动的方向: 阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.,惰性电极与活性电极： 惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、（做阳极时）则参与电极反应,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。,以电解氯化铜溶液为例,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,阴极,阳极,氯 气,铜,CuCl2溶液,实验分析：,

5、通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关,（3）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 阳极：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反应 阴极：Cu2+2e- Cu 还原反应总式：,（2）判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl-OH-,（4）分析电解质溶液的变化情况： 氯化铜溶液浓度降低,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进

6、人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）,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。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,阴极:,电解规律,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e-=2

7、Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- 2H2 ,变大,不 变,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 + O2 ,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- 2e- Cl 2,阴极: 2H + 2e- H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,阴极：Cu2+ 2e- Cu,减小,减小,加 CuO,CuSO4溶液,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I-

8、Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极： 4OH-4e-O2+2H2O 阴极：4H+ + 4e- 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl- 2e-Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐

9、,CuCl2,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：Cu2+2e- Cu,减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH- 4e- O2+2H2O 阴极：2Cu2+4e- 2Cu,减小,CuO,1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,巩固练习,2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应 D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,3.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是 AX是正极，Y是负极 BX是负极，Y是正极 CCuSO4溶液的PH值逐渐减小