化学43-1《电能转化为化学能电解》课件(鲁科版选修4)

一、电解原理高二A化学娄昀联想·质疑钠和氯气的反应Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822.3KJ.mol-1NaCl→Na?热化学方程式:↑能量(如电能)一、电解原理[交流研讨]1、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？2、通电后，外电路上的电流方向怎样？3、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？4、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？氯气钠熔融NaCl电解:让直流电通过电解质溶液或熔融电解质，从而在两个电极上分别发生氧化反应（阳极）和还原反应（阴极）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.一、电解1、概念＋－阴极阳极ｅ－阳离子阴离子得电子还原反应失电子氧化反应ｅ－请同学们以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。这是电解熔融盐的情况。电解电解质溶液又会发生什么反应呢？电解氯化铜溶液微观模拟说明：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、银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。阳极：与电源正极相连，阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应阴极：与电源负极相连，阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应2、电解池的工作原理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CCCuCl2溶液分析下图，属于电解池的有③⑥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：CuCl2Cu+Cl2↑电解现象：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4、电极产物的判断，电极反应的书写电极反应：电极上进行的半反应。加CuCl2变小【思考1】电解后氯化铜的浓度如何变化？【思考2】若要使电解质溶液复原，怎么办？【思考3】什么叫放电？阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电极产物反思为什么不是氧气呢？为什么不产生氢气呢？说明：得失电子的能力不同失电子能力：Cl-＞OH-得电子能力：Cu2+＞H+放电能力放电次序【思考4】与阳离子的氧化性的相对强弱有关【思考阅读导学案】阴阳离子的放电顺序是什么？阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关阳离子放电：5、离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+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：阴极: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+）只有在熔融状态下放电5、离子放电顺序：①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序是：S2-SO32-I-Br-Cl-OH-NO3–SO42-(等最高价含氧酸根离子）F-阳极：【思考5】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2＋和Cl－放电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？溶液中Cu2+和Cl—放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在H+和OH—，H+在阴极放电，OH—在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以：阴极：4H++4e—=2H2↑阳极：4OH—－4e—=2H2O+O2↑总反应：2H2O=2H2↑+O2↑电解（1）溶液中所含阳离子：H+、Na+，放电顺序：H+Na+阴极：2H++2e—=H2↑（2）溶液中所含阴离子：OH—、Cl—，放电顺序：Cl—OH—阳极：2Cl—－2e—=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑电解【思考6】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。电解食盐水现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(条件:通电)实验装置小结1：分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后，最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子6、电解质溶液用惰性电极电解的规律示例：电解类型举例电极反应溶液PH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解仅溶质电解溶质和溶剂都电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH-－4e-=O2↑+2H2O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CuCl2阳极:2Cl-－2e-=Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu↓增大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放氢生碱放氧生酸小结2：电解规律（惰性电极）阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+1、下列说法正确的是()①电解是把电能转变成化学能；②电解是化学能转变成电能；③电解质溶液导电是化学变化；④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；①③④1.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A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．CuSO4溶液的PH值不变a•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC2、下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（）A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色D阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。如：CuCl2==Cu+Cl2↑电离电解条件过程特点联系通电电解质溶于水或受热融化状态电解质电离后，再通直流电电解质电离成为自由移动的离子例：CuCl2=Cu2++2Cl-只产生自由移动的离子发生氧化还原反应生成了新物质电解必须建立在电离的基础上小结3：电解与电离比较：电解池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极发生还原反应的电极反应能否自发电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移原电池化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移相同点(从原理分析)都是氧化还原反应小结4：原电池与电解池的比较:不自发自发