【化學(xué)】1.2.1《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解》第一課時(shí)課件(魯科版選修4)

1、一、電解原理,第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 -電解,已知：1molNa在氯氣中燃燒放出411kJ的熱量，試寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,聯(lián)想*質(zhì)疑,金屬鈉是在1807年通過(guò)電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。,電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法,2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H(298K)=-822KJ.mol-1,一、電解原理（以電解氯化鈉為例）,實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）和

2、鐵電極電解熔融的氯化鈉,現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2),陰極：有金屬鈉析出,陰極Fe,陽(yáng)極石墨,氯 氣,鈉,熔融NaCl,電解熔融氯化鈉,.接通電源前、后，熔融氯化鈉中的Na+和Cl各向哪個(gè)方向移動(dòng)？,石墨電極,鐵電極,熔融氯化鈉,Na+,Cl-,.移到兩極表面的Na+和Cl-將發(fā)生什么變化？,實(shí)驗(yàn)分析：,通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽(yáng)離子：Na+ 陰離子：Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),通電后：（必須直流電） （1）確定電極名稱(chēng)： 陽(yáng)極（接電源正極） 陰極（接電源負(fù)極） 與電極材料無(wú)關(guān),2Na+2e-=2Na,還原反應(yīng),2l- -2e- =Cl

3、2,氧化反應(yīng),（陽(yáng)極）,（陰極）,(-)鐵電極,(+)石墨電極,熔融氯化鈉,Na,Cl,Cl,石墨電極,鐵電極,2NaCl = 2Na+Cl2,通電,Na,Cl2,發(fā)生氧化反應(yīng)的電極叫陽(yáng)極 發(fā)生還原反應(yīng)的電極叫陰極,電解: 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。,電解池: 借助氧化還原反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.,構(gòu)成條件: (1)外加直流電源 (2)與電源相連的兩個(gè)電極： 接電源正極的為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng) 接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) (3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì),陰極,陽(yáng)極,陽(yáng)離子,陰離子,得電子還原反應(yīng),失電子氧化反應(yīng),電解原理：,電子的流向: 電子從外加電源

4、的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）,離子定向移動(dòng)的方向: 陽(yáng)離子向 陰極移動(dòng), 陰離子向 陽(yáng)極移動(dòng).,惰性電極與活性電極： 惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng) 活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、（做陽(yáng)極時(shí)）則參與電極反應(yīng),電解過(guò)程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。,以電解氯化銅溶液為例,實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液,現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2),陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出,陰極,陽(yáng)極,氯 氣,銅,CuCl2溶液,實(shí)驗(yàn)分析：,

5、通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽(yáng)離子：H+、Cu2+ 陰離子：OH-、Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),通電后：（必須直流電） （1）確定電極名稱(chēng)： 陽(yáng)極（接電源正極） 陰極（接電源負(fù)極） 與電極材料無(wú)關(guān),（3）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng): 陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電 陽(yáng)極：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反應(yīng) 陰極：Cu2+2e- Cu 還原反應(yīng)總式：,（2）判斷離子的放電順序： 陽(yáng)離子：Cu2+H+ 陰離子：Cl-OH-,（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低,離子放電順序：,陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。,活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)

6、人溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根離子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序要發(fā)生變化，相同時(shí)按H+,不同時(shí)按（H+）,無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：,陽(yáng)極：,陰極:,電解規(guī)律,陰極,陽(yáng)極,氯 氣,銅,陽(yáng)極：2Cl-2 e- =Cl2,陰極：Cu2+ 2e-=2

7、Cu,減小,減小,CuCl2,CuCl2溶液,陽(yáng)極,陰極,氧氣,氫 氣,陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,陰極: 4H + 4e- 2H2 ,變大,不 變,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 + O2 ,陽(yáng)極,陰極,氯氣,氫 氣,陽(yáng)極: 2Cl- 2e- Cl 2,陰極: 2H + 2e- H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,減小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,陽(yáng)極,陰極,氧 氣,銅,陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,陰極：Cu2+ 2e- Cu,減小,減小,加 CuO,CuSO4溶液,電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié),陽(yáng)極：S2- I-

8、Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,與區(qū)：電解本身型 如CuCl2 、HCl 與區(qū)：放氫生堿型 如NaCl 與區(qū)：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 與區(qū)：電解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：,含氧酸,H2SO4,強(qiáng)堿,NaOH,活潑金屬的含氧酸鹽,Na2SO4,無(wú)氧酸,HCl,陽(yáng)極： 4OH-4e-O2+2H2O 陰極：4H+ + 4e- 2H2,減小,增大,不變,H2O,陽(yáng)極：2Cl- 2e-Cl2 陰極：2H+2e- H2,增大,HCl,不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽

9、,CuCl2,陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2 陰極：Cu2+2e- Cu,減少,CuCl2,活潑金屬的無(wú)氧酸鹽,NaCl,陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2 陰極：2H+2e- H2,增大,HCl,不活潑金屬的含氧酸鹽,CuSO4,陽(yáng)極：4OH- 4e- O2+2H2O 陰極：2Cu2+4e- 2Cu,減小,CuO,1.寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。,鞏固練習(xí),2.如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是 A.P是電源的正極 B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng) D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變,B,3.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是 AX是正極，Y是負(fù)極 BX是負(fù)極，Y是正極 CCuSO4溶液的PH值逐漸減小