高中化学 1.2《电能转化为化学能—电解》1同课异构课件 鲁科版选修4.ppt

1、第2节 电能转化为化学能电解,第1章 化学反应与能量转化,氧化还原反应：在反应过程中有元素化合价变化的化 学反应。 实质：电子转移,还原反应：元素化合价 的反应，即 电子的反应 。 氧化反应：元素化合价 的反应，即 电子的反应 。,电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 从概念看，电解质导电的前提条件是 ： 。 即存在 的离子 。,升高,失去,降低,得到,溶于水或受热融化,自由移动,电解质溶液或熔融电解质导电的原因：离子的 。,定向移动,氯化钠中存在 键。氯化钠受热熔化时该化学键 （是、否）被破坏。,离子,知识准备,钠和氯气的反应,2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s),H(29

2、8K)=-822.3KJ.mol-1,NaCl Na+Cl2,想一想,热化学方程式:,能量?,联想质疑,一、电解原理,交流研讨,1、熔融氯化钠中存在哪些离子？ 通电前，这些离子是如何运动的？ 2、通电后，这些离子又是如何运动的？ 3、为什么会发生这样的运动？ 4、这些离子运动之后的结果又会发生怎样 的变化？,Na+ 和 Cl-,无规则的自由移动,发生定向移动,实验1：用惰性（石墨）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,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,熔融氯化钠的微观反应过程,Na+、Cl 无规则运动,N

3、a+、Cl 定向运动,Na+、Cl 发生电子得失,阴阳两极上 生成Na、Cl2,【实验分析】,通电前：分析熔融电解质中的离子情况,通电后：（必须直流电）,Na+移向与电源负极相连的电极，得到电子变成Na，发生还原反应。 Cl-移向与电源正极相连的电极，失去电子变成Cl，发生氧化反应。,1.电解的定义: 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。,2.电解池的概念: 借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,3.构成条件,(1)外加直流电源,(2)与电源相连的两个电极,(3)电解质溶液或熔化的电解质,（4）用导线连接形成闭合回路,分析下图，属于电解池的有,【巩固练习】,阳极：,

4、阴极：,说明：1、惰性电极：用石墨、金、铂等材料 做的电极，一般通电条件下不发生反应； 2、活性电极：用铁、锌、铜等还原性 较强金属做的电极，活性电极作阳极时， 优先发生氧化反应。,与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应,与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应,4.电极名称及电极反应式,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,5.电极产物的判断，电极反应的书写,阳极：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反应 阴极：2Na+ +2e- 2Na 还原反应,注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒,实验2：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象： 阳极

5、：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：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,【实验分析】,通电前：分析氯化铜溶液中的离子情况,通电后：（必须直流电）,Cu2+ 、H+移向阴极， Cu2+得到电子变成Cu，发生还原反应。 Cl- 、OH-移向阳极， Cl-失去电子变成Cl2，发生氧化反应。,电极反应式：,阳极：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反应 阴极：Cu2+ +2e- Cu 还原反应,CuCl 2 Cu+Cl2 ,总反应式：,思考：如何才能正确判断出阴阳两极的电极产物？,了解阴、

6、阳离子得、失电子能力的相对强弱,离子的放电顺序,阴离子 ：,阳离子 ：,与金属活动顺序相反。即,K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+.,得e能力依次增强,活性电极阴离子。即：,失e 能力依次减弱,Cu 、 Hg 、 Ag S2、I 、 Br 、 Cl 、 OH （ NO3 、SO4 2 含氧酸根）,【知识支持】,阳极,阴极,NaCl溶液,趁热打铁,自我小结：,1、学习了电解原理、电解池、阴极、阳极、电极反应等基本概念。 2、学习了电极反应的书写方法和离子的放电顺序以及电极

7、产物的判断方法。,1. 下列说法正确的是( ) 电解是把电能转变成化学能； 电解是化学能转变成电能； 电解质溶液导电是化学变化； 任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；,【随堂练习】,2.电解熔融的氧化铝可制得金属铝.试写出 电极反应和总的反应方程式。,提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在,3、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（ ） A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH,B,1.在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向阳极移动。 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成

8、 。 阳极方程式： ; 2.在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 。 阴极方程式： 。,2Cl- - 2e- = Cl2,2H+ + 2e- = H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,二.电解原理的应用,（一）电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,总化学方程式： ; 总离子方程式: . (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： _ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润KI淀粉

9、试纸变蓝色.,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 ,2Cl- +2H2O 2OH-+H2 +Cl2 ,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: .,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: .,第一个问题:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,提示：,第二个问题：精制食盐水,泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-,Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-,Na+、 Cl-、 Mg

10、2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+,Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-,Na+、 Cl-、CO32-、OH-,Na+、 Cl-,沉降,除泥沙,加入略过量BaCl2 溶液,除SO42-,加入略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,加入略过量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,过滤后加入适量HCl溶液,调节PH 除CO32- 、OH-,（1）如果粗盐中SO42 含量较高，必须添加钡试剂除去SO42，该钡试剂可以是_。 ABa (OH)2 BBa (NO3 )2 CBaCl2,A、C,（2）为有效除去Ca2 、Mg2 、 SO42，加入试剂的合理顺序为

11、_ （选填A、B、C，多填扣分）。 A先加NaOH，后加 Na2CO3，再加钡试剂。B先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3。 C先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3.,B、C,练习,（二）铜的电解精炼,、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、 Au、Pt等,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜 为阴极， 以CuSO4溶液 为电解质溶液进行电解.,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu 阳极泥： Ag、Au、Pt,减小,思考：1.硫酸铜溶液浓度 .,2.阳极减少的质量 阴极增加的质量。,大于,（三）电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。,、