第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解

1、第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解電解法在元素發(fā)現(xiàn)史中的重要地位電解法在元素發(fā)現(xiàn)史中的重要地位1.1.了解電解池的工作原理，能準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)了解電解池的工作原理，能準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)式及反應(yīng)總式。式及反應(yīng)總式。（重點）（重點）2.2.掌握電解飽和食鹽水的基本原理，理解陰陽離掌握電解飽和食鹽水的基本原理，理解陰陽離子的放電順序。子的放電順序。（重點）（重點）3.3.了解電解精煉銅及電鍍的原理，體會化學(xué)知識了解電解精煉銅及電鍍的原理，體會化學(xué)知識在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。鈉的制備鈉的制備鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，這給鈉的制取帶來一定的困難。鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，這給鈉的制取帶來一定的困難。

2、目前，世界上生產(chǎn)金屬鈉多數(shù)用電解熔融氯化鈉的方法。目前，世界上生產(chǎn)金屬鈉多數(shù)用電解熔融氯化鈉的方法。1.1.氯化鈉中含有哪些微粒氯化鈉中含有哪些微粒? ? 接通電源之前如何運動？接通電源之前如何運動？2.2.接通電源后，接通電源后，NaNa+ +和和ClCl- -如何移動？如何移動？3.3.兩個電極上觀察到什么現(xiàn)象？兩個電極上觀察到什么現(xiàn)象？NaNa+ +和和ClCl- -做無規(guī)則運動。做無規(guī)則運動。NaNa+ + 向向 極移動，極移動， ClCl- -向向 極移動。極移動。Y YX XX X：有刺激性氣味的氣體生成，：有刺激性氣味的氣體生成， Y Y：析出金屬。：析出金屬。熔融熔融NaCl

3、NaCl + -+ -X XY Y【思考與交流】【思考與交流】 陰極陰極陽極陽極4.4.兩個電極上分別發(fā)生什么反應(yīng)？兩個電極上分別發(fā)生什么反應(yīng)？2Na2Na+ +2e+2e- -=2Na=2Na2Cl2Cl- - -2e-2e- -=Cl=Cl2 2 2NaCl = 2Na+ClNaCl = 2Na+Cl2 2 通電通電電解熔融電解熔融NaClNaCl總反應(yīng)：總反應(yīng)：與電源正極相連的：與電源正極相連的：與電源負(fù)極相連的：與電源負(fù)極相連的：氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl NaCl + -+ -氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)5.5.電子的流向？電子的流向？6.6.離子定向移動的方向？離子定向移動的

4、方向？( (注：電子只在外電路定向移動，不能在溶液中移動）注：電子只在外電路定向移動，不能在溶液中移動）電子從電源負(fù)極流出，電子從電源負(fù)極流出，流入電解池陰極；流入電解池陰極；再從陽極流回電源正極。再從陽極流回電源正極。陽離子向陰極移動，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。陰離子向陽極移動。氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl NaCl + -+ -陰極陰極陽極陽極1.1.電解的概念電解的概念 在直流電作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)在直流電作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。 一、電解的原理一、電解的原理2.2.電解池電解池把電能轉(zhuǎn)

5、化為化學(xué)能的裝置。把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。觀察對比電解池和原電池，總結(jié)電解池的構(gòu)成條件。觀察對比電解池和原電池，總結(jié)電解池的構(gòu)成條件。陽極陽極陰極陰極 C CC CCuClCuCl2 2溶液溶液- - + +正極正極 稀硫酸稀硫酸ZnZn Cu Cu負(fù)極負(fù)極 【思考與交流】【思考與交流】 陽極陽極陰極陰極C CC CCuClCuCl2 2溶液溶液- - + +3.3.構(gòu)成電解池的條件構(gòu)成電解池的條件（1 1）外接直流電源。）外接直流電源。（2 2）兩個固體電極材料插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)）兩個固體電極材料插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)中。電解質(zhì)中。觀看電解氯化銅溶液的動畫模擬，體會電解原理的內(nèi)容

6、。觀看電解氯化銅溶液的動畫模擬，體會電解原理的內(nèi)容。 陽極陽極陰極陰極e eCuCu2+2+ + 2e + 2e=Cu =Cu ( (還原反應(yīng)還原反應(yīng)) )工作原理：工作原理：2Cl2Cl-2e-2e=Cl=Cl2 2 ( (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)) )( (缺少電子缺少電子) )( (富集大量電子富集大量電子) )陰極：陰極：陽極：陽極：CuCu2+2+、H H+ +、ClCl- -、OHOHe e- -C CC CCuClCuCl2 2溶液溶液總反應(yīng)：總反應(yīng)： CuClCuCl2 2 = Cu +Cl = Cu +Cl2 2通電通電- +- +陰極：陰極：陽極：陽極：AgAg+ +FeFe3+3

7、+CuCu2+2+HH+ +（先于（先于H H+ +放電）放電） PbPb2+ 2+ SnSn2+ 2+ FeFe2+ 2+ ZnZn2+ 2+ 濃度大時先于濃度大時先于 H H+ +放電放電 HH+ + AlAl3+ 3+ MgMg2+ 2+ NaNa+ + CaCa2+ 2+ KK+ + 水中水中H H+ +先放電先放電金屬電極（除金屬電極（除PtPt、AuAu）S S2-2-IIBrBrClCl OHOH 含氧酸根離子含氧酸根離子二、陰、陽離子放電的一般順序二、陰、陽離子放電的一般順序陽離子陽離子 氧化性強(qiáng)的先得電子氧化性強(qiáng)的先得電子陰離子陰離子 還原性強(qiáng)的先失電子還原性強(qiáng)的先失電子重點

8、記憶：重點記憶：AgAg+ +CuCu2+2+HH+ + MgMg2+2+NaNa+ +CaCa2+2+KK+ +水溶液中水溶液中H H+ +先得電子，先得電子，MgMg2+2+等不得電子。等不得電子。分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確陰、陽極；溶液中存在哪些離子明確陰、陽極；溶液中存在哪些離子根據(jù)放電順序分析，得出產(chǎn)物根據(jù)放電順序分析，得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子掌握過程方法，掌握過程方法，事半功倍！事半功倍！陽極陽極材料：材料：活性電極活性電極( (除鉑、金以外的金屬除鉑、金以外的金屬) )：惰性電極惰性電極 ( (石墨、鉑、金石墨、鉑、金) )：

9、電解質(zhì)導(dǎo)電的過程就是電解過程。電解質(zhì)導(dǎo)電的過程就是電解過程?；钚躁枠O先于陰離子放電；活性陽極先于陰離子放電；陰極不參與電解反應(yīng)。陰極不參與電解反應(yīng)。陰離子放電；陰離子放電；陽極自身失電子。陽極自身失電子。【歸納提高】【歸納提高】分別用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)分別用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(1)(1)稀硫酸稀硫酸 (2)(2)鹽酸鹽酸 (3)(3)硝酸銀硝酸銀 (4)(4)硫酸銅硫酸銅 (5)(5)氯化鉀氯化鉀 (6)(6)氫氧化鈉氫氧化鈉【學(xué)與用】【學(xué)與用】陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e- - =2H=2H2 2

10、 陽極：陽極：4OH4OH- - -4e-4e- - = 2H= 2H2 2O+ OO+ O2 2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：(2)(2)鹽酸鹽酸陰極：陰極：2H2H+ + + 2e+ 2e- - = H= H2 2陽極：陽極：2Cl2Cl- - - 2e- 2e- - =Cl=Cl2 2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2HCl = H2HCl = H2 2+ Cl+ Cl2 2通電通電2H2H2 2O = 2HO = 2H2 2 + O + O2 2通電通電(1)(1)稀硫酸稀硫酸（3 3）AgNOAgNO3 3溶液溶液4Ag4Ag+ + +4e+4e- - = 4Ag = 4Ag4OH4OH- -4e-4e-

11、 - = 2H = 2H2 2O + OO + O2 2 4Ag4Ag+ +2H+2H2 2O = 4Ag + OO = 4Ag + O2 2+ 4H+ 4H+ + 通電通電陰極：陰極： 2Cu2Cu2+2+4e+4e- -=2Cu=2Cu陽極：陽極： 4OH4OH- -4e-4e- - =2H =2H2 2O +OO +O2 2（4 4）CuSOCuSO4 4溶液溶液2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O= 2Cu + OO= 2Cu + O2 2 + 4H+ 4H+ +通電通電總反應(yīng)：總反應(yīng)： 陽極：陽極：陰極：陰極： 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Cl2Cl- - -2e -2e- - = Cl =

12、 Cl2 2 2H2H+ + + 2e+ 2e- -= H= H2 2陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： 通電通電2Cl2Cl- -+2H+2H2 2O = 2OHO = 2OH- -+ Cl+ Cl2 2+ H+ H2 2(5)(5)氯化鉀溶液氯化鉀溶液(6)NaOH(6)NaOH溶液溶液陽極：陽極：4OH4OH- - -4e-4e- - = 2H= 2H2 2O+OO+O2 2陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e- - =2H=2H2 2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： 2H2H2 2O = 2HO = 2H2 2+ O+ O2 2通電通電電解質(zhì)類型電解質(zhì)類型 實例實例電解對象電解對象電解類

13、型電解類型最高價含氧酸最高價含氧酸強(qiáng)堿強(qiáng)堿最高價含氧酸強(qiáng)堿鹽最高價含氧酸強(qiáng)堿鹽無氧酸無氧酸 無氧酸不活潑金屬鹽無氧酸不活潑金屬鹽無氧酸活潑金屬鹽無氧酸活潑金屬鹽含氧酸不活潑金屬鹽含氧酸不活潑金屬鹽HNOHNO3 3H H2 2O ONaOHNaOHH H2 2O ONaNONaNO3 3H H2 2O O電解電解水型水型HClHClHClHClCuClCuCl2 2CuClCuCl2 2電解質(zhì)電解質(zhì)分解型分解型NaClNaCl溶質(zhì)和水溶質(zhì)和水放氫生堿放氫生堿AgNOAgNO3 3溶質(zhì)和水溶質(zhì)和水放氧生酸放氧生酸電解的類型（惰性電極）電解的類型（惰性電極）【歸納小結(jié)】【歸納小結(jié)】電極反應(yīng)：電極反

14、應(yīng)： 陰極：陰極：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2H2H2 2O O + 2Cl+ 2Cl- - = H = H2 2 +2OH+2OH- - + Cl+ Cl2 2 通電通電2H2H2 2O O + 2NaCl = H+ 2NaCl = H2 2+2NaOH + Cl+2NaOH + Cl2 2 通電通電三、電解原理的應(yīng)用三、電解原理的應(yīng)用1.1.電解飽和食鹽水：電解飽和食鹽水： 陰極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物如圖是家用如圖是家用“8484消毒液消毒液”發(fā)生器的示意發(fā)生器的示意圖，這是一個電解

15、食鹽水的裝置，原理圖，這是一個電解食鹽水的裝置，原理是設(shè)法使電解產(chǎn)生的是設(shè)法使電解產(chǎn)生的ClCl2 2和和NaOHNaOH反應(yīng)，生反應(yīng)，生成成NaClONaClO用來消毒，則圖中電源的用來消毒，則圖中電源的a a極應(yīng)極應(yīng)為為 極，從極，從 c c 導(dǎo)出的氣體是導(dǎo)出的氣體是 ，電解總反應(yīng)為電解總反應(yīng)為 。負(fù)負(fù)H H2 22H2H2 2O O +2NaCl= H+2NaCl= H2 2+2NaOH+Cl+2NaOH+Cl2 2 通電通電H H2 2【練一練】【練一練】2.2.電解精煉銅電解精煉銅思考：有一塊粗銅（含思考：有一塊粗銅（含ZnZn、NiNi、AgAg等）和一小塊精銅，等）和一小塊精銅，

16、如何用電解方法對粗銅進(jìn)行電解精煉？如何用電解方法對粗銅進(jìn)行電解精煉？畫出裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。畫出裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。粗銅作陽極，精銅作陰極，粗銅作陽極，精銅作陰極，CuSOCuSO4 4溶液作電解液。溶液作電解液。粗銅做陽極，按照金屬活動性順序，活動性弱的粗銅做陽極，按照金屬活動性順序，活動性弱的AgAg、AuAu等等失電子能力小于失電子能力小于CuCu，以單質(zhì)形式沉積于陽極，成為，以單質(zhì)形式沉積于陽極，成為“陽極陽極泥泥”。活動性強(qiáng)的。活動性強(qiáng)的ZnZn、NiNi等先失電子，成為離子進(jìn)入溶液。等先失電子，成為離子進(jìn)入溶液。電極反應(yīng)電極反應(yīng)陽極（粗銅）陽極（粗銅） Cu-2eCu-2e

17、- -=Cu=Cu2+2+ Zn-2e Zn-2e- -=Zn=Zn2+2+ Ni Ni2e2e- -=Ni=Ni2+2+ 陰極（精銅）陰極（精銅） CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu【提示】【提示】逐漸減小。逐漸減小。電解精煉過程中，溶液中的電解精煉過程中，溶液中的CuCu2+2+濃度如何變化？濃度如何變化？【想一想】【想一想】電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。 概念：概念：3.3.電鍍電鍍鍍件鍍件鍍層金屬鍍層金屬如何在鐵片上鍍銅？畫出裝置圖，寫出電極反應(yīng)式。如何在鐵片上鍍銅？畫出裝置圖，

18、寫出電極反應(yīng)式。 銅作陽極，鐵作陰極，銅作陽極，鐵作陰極， CuSOCuSO4 4溶液作電解液。溶液作電解液。陽極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：CuCu2e2e=Cu=Cu2+2+ 陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：CuCu2+2+2e2e=Cu=Cu【思考與交流】【思考與交流】 在鐵制品表面鍍銀，畫出裝置圖，并寫出電極反應(yīng)方程式。在鐵制品表面鍍銀，畫出裝置圖，并寫出電極反應(yīng)方程式。 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽極：陽極：AgAge e= Ag= Ag+ +陰極：陰極：AgAg+ +e e= Ag= Ag硝酸銀溶液硝酸銀溶液鐵制品鐵制品銀銀【學(xué)與用】1.1.電解：電解： 讓直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)，在兩個讓直流電通過

19、電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)，在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。2.2.構(gòu)成電解池的條件構(gòu)成電解池的條件（1 1）外接直流電源。）外接直流電源。（2 2）兩個電極插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解）兩個電極插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)中。質(zhì)中。3.3.電解原理電解原理電源正極電源正極 陽極陽極 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 失電子失電子電源負(fù)極電源負(fù)極 陰極陰極 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 得電子得電子4.4.電解反應(yīng)式的書寫：電解反應(yīng)式的書寫：（1 1）必須標(biāo)明）必須標(biāo)明“通電通電”條件。條件。（2 2）若）若H H+ +或或OHOH- -放電，電極方程式中

20、寫成離子形式，放電，電極方程式中寫成離子形式，但電解方程式寫但電解方程式寫H H2 2O O。內(nèi)容內(nèi)容原電池原電池電解池電解池電極名稱電極名稱電極反應(yīng)電極反應(yīng)電子移動電子移動方向方向能量轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變反應(yīng)是否反應(yīng)是否自發(fā)發(fā)生自發(fā)發(fā)生正極正極 負(fù)極負(fù)極5.5.原電池與電解池的比較原電池與電解池的比較還原反應(yīng)還原反應(yīng) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極負(fù)極導(dǎo)線導(dǎo)線正極正極1 1線：負(fù)極線：負(fù)極導(dǎo)線導(dǎo)線陰極陰極2 2線：陽極線：陽極導(dǎo)線導(dǎo)線正極正極化學(xué)能化學(xué)能電能電能電能電能化學(xué)能化學(xué)能 能自發(fā)進(jìn)行能自發(fā)進(jìn)行不能自發(fā)進(jìn)行不能自發(fā)進(jìn)行( (外接電源外接電源) )陰極陰極陽極陽極6.6

21、.電解原理的應(yīng)用：電解原理的應(yīng)用： （1 1）電解飽和食鹽水；）電解飽和食鹽水；（2 2）電解精煉粗銅；）電解精煉粗銅；（3 3）電鍍銅。）電鍍銅。1.1.下列關(guān)于電解池的說法正確的是（下列關(guān)于電解池的說法正確的是（ ）A.A.電源的負(fù)極就是陰極電源的負(fù)極就是陰極B.B.與直流電源的正極相連的是電解池的陰極與直流電源的正極相連的是電解池的陰極C.C.與直流電源的負(fù)極相連的電極上發(fā)生還原反應(yīng)與直流電源的負(fù)極相連的電極上發(fā)生還原反應(yīng)D.D.陽極上發(fā)生還原反應(yīng)陽極上發(fā)生還原反應(yīng)C C2.2.下列關(guān)于電解氯化鈉溶液的敘述正確的是（下列關(guān)于電解氯化鈉溶液的敘述正確的是（ ）A.A.電解時，陽極上得到氯氣，陰極上得到金屬鈉電解時，陽極上得到氯氣，陰極上得到金屬鈉B.B.若在陽極附近的溶液中滴加若在陽極附近的溶液中滴加KIK