《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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第1 1章章 化学反应与能量转化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 钠和氯气的反应 2Na(s
2、)+Cl2(g)=2NaCl(s)H(298K)=-822.3KJ.mol-1 NaCl Na+Cl2 想一想想一想 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 N
3、a+Cl- Cl Cl Cl Cl Na+ Na+ Cl Cl Cl Cl Na+ Na+ Cl Cl Cl Cl Na Na Cl2 Cl2 熔融氯化钠的微观反应过程熔融氯化钠的微观反应过程 Na+、Cl 无规则运动 Na+、Cl 定向运动 Na+、Cl 发生电子得失 阴阳两极上 生成Na、Cl2 ee 【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。 做无规则运动 阳离子：Na+ 阴离子：Cl- 1.电解的定义: 使电流通过电解质溶
4、 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. 3.构成条件构成条件 (1)(1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 （4 4）用导线连接形成闭合回路）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： 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
5、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 2NaCl 2Na+Cl2 通电 总反应式： 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：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
6、 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。 做无规则运动 阳离子：Cu2+ 、H+ 阴离子：Cl- 、OH- 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 通电 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、阳离子得、失电子能力的相对强弱 离子的放电顺序 阴离
7、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】 实实例电电极反应应 浓浓度 变变化 如何 复原 氯氯化钠钠溶 液 阳极: 2Cl- 2e- Cl 2 阴极: 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解 减 小 加HCl 阳
8、极阴极 氯 气 氢 气 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.电电解熔融的氧化铝铝可制得金属铝铝.试试写出 电电极反应应和总总的反应应方程式。 阳极 6O2- 3O2 +12e- 阴极 4Al3+12e- 4Al 电电极总总反应应 2Al2O3 4Al+3O2 通电 提示：氧化铝在熔融状
9、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 。 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 O
10、H- 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淀粉试 纸变蓝色. 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 通电 2Cl- +2H2O 2OH-+H2 +Cl2 通电 (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
11、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 由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、 SO42等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子 交换膜，那么如何除去这些杂质呢？ 3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗？ 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42 1、用什么方法除去泥沙？ 泥沙、Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42- Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、
12、 SO42- Na+、 Cl-、 Mg2+、 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
13、去Ca2 、Mg2 、 SO42，加入试 剂的合理顺序为_ （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 + 纯铜 粗铜 CuSO4溶液 、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。 、电镀池形成条件 + 镀件镀层金属 含镀层金属离子的盐溶液 镀件作阴极 镀层金属作阳极 含镀层金属离子 的盐溶液作电解质溶液 、电镀的特点 电镀液的组成及酸碱性保持不变 如：在铁上镀铜 阳极 ， 阴极 ， 以 为电解质 溶液进行电解. 阳极： Cu2eCu2+ 阴极： Cu2+ +2eCu 不变 铜 铁 CuSO4溶液 电极反应 硫酸铜溶液浓度 . 阳极减少的质量和阴极增加的质量 。相等 + 铁铜 CuSO4溶液
