苏教版（2019） 必修第二册 电能转化为化学能(共27张PPT)

(共27张PPT)
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XX月XX日
电能转化为化学能
苏教版高中化学必修二课件
在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？
实 例 被电解物质 电 解 产 物 化 学 方 程 式
电解水
水
H2、O2
2H2O==2H2 +O2
电解食盐水
H2O、NaCl
NaOH 、
H2 、 Cl2
2NaCl +2H2O= 2NaOH
+H2 + Cl2
电解融熔
氯化钠
NaCl
Na、 Cl2
2NaCl = 2NaCl+ Cl2
电解融熔
氧化铝
Al2O3
Al 、 O2
2Al2O3==2Al +3 O2
在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。
（1）接电源负极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿ ，
电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）接电源正极的石墨棒上有＿＿＿＿＿＿＿＿ ，
电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）电解反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）在上述电解反应中，被氧化的物质是＿＿＿＿，
被还原的物质是＿＿＿＿。
（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，
有什么不同？为什么？
有铜析出
Cu2+ + 2e- = Cu
有Cl2放出
2Cl- - 2e- = Cl2
CuCl2 == Cu + Cl2
CuCl2
CuCl2
因参与电解的微粒不同。
电解原理及电解池
3.电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。
与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。
构成电解池有什么条件？
构成条件: （1）与外加电源相连的两个电极 （2）有电解质溶液 （3）形成闭合回路
1.电解: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:借助于电流引起氧化还原反应的装置，
即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽
阴极:与电源负极相连，
电子流入，发生还原反应
阳极:与电源正极相连，
电子流出，发生氧化反应
4. 电极的判断
e－
e－
C
C
阴极
阳极
电解质溶液
5. 电子、离子的流向
电子从阳极通过电源流向阴极
阳离子在电解质溶液中移向阴极
阴离子在电解质溶液中移向阳极
比较原电池、电解池的异同点。
原电池 电解池
定义 化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应 将电能转变成化学能的装置。非自发的氧化还原反应
形成
条件 ①活动性不同两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路 ①两电极接直流电源
②电极插入电解质溶液
③形成闭合回路
电极
名称 负极：较活泼金属；
正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连
电极
反应 负极：氧化反应
正极：还原反应 阳极：氧化反应
阴极：还原反应
原电池、电解池的比较
稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸
A B C D
例题1：
下列装置中属于原电池的是 （ ）
属于电解池的是 （ ）
B
C D
怎样区分原电池、电解池？
原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；
练习
分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。
多池组合判断：
①无外电源：一池为原电池，其余为电解池；
②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池。
6.电极产物的判断及电极反应的书写
阳极:先看电极后看溶液
(1) 活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂)
(2) 惰性电极:溶液中阴离子失去电子,
失电子能力为:
S2- >I - >Br - >Cl - >OH - >含氧酸根>F-
阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为:
Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ （酸）> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+ （水） > Al3+ > Mg2+ >……
阴极： ___电子，发生____ 反应，离子_____越强，反应越容易。
常见阳离子放电顺序：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
阳极：___电子，发生____反应，离子_____越强，反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F
得
还原
氧化性
失
氧化
还原性
离子放电规律
分析电解反应的一般思路
溶液中存在的离子
两极上的电极反应
离子的移动方向及放电顺序
判断电解池的阴、阳极
电解Na2SO4溶液的分析
阴极
阳极
氧气
氢
气
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
Na2SO4





阴极: 4H ++ 4e- = 2H2
变大
不
变
加
H2O
2H2O === 2H2 ↑+O2 ↑
通电
如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑
电解
电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。
用惰性电极电解电解质溶液规律
(1)电解水型：
电解CuCl2溶液的分析
阴极
阳极
氯
气
铜
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuCl2





CuCl2 Cu+Cl2 ↑
电解
阳极：2Cl--2 e- =Cl2
阴极：Cu2++ 2e-=2Cu
减小
增
大
加
CuCl2
如电解盐酸、CuCl2溶液等
电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)
阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑
阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
总反应：2HCl＝＝ Cl2↑ + H2↑
电解
电解盐酸
(2)电解本身：
电解CuSO4溶液的分析
阴极
阳极
氧
气
铜
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuSO4





2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解
阴极：Cu2++ 2e-=Cu
减小
加
CuO
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
减
小
如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu
总反应： 2CuSO4 +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解
电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。
电解CuSO4溶液
(3)放氧生酸型：
电解NaCl溶液的分析
阴极
阳极
氢
气
氯气
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
NaCl





阳极: 2Cl-- 2e- = Cl 2
阴极: 2H ++ 2e- = H2
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
减小
增
大
加
HCl
如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。
电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl气体。
阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑
阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
电解
(4)放氢生碱型：
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是
A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
高考题例析
B C
2. 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分
搅拌后溶液呈中性
B
3.右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为
石墨电极。则下列有关的判断正确的
是
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
C
（2）活泼金属的冶炼
钠的制取
镁的制取
铝的制取
总反应式 : 2NaCl 2Na+Cl2↑
总反应式 : MgCl2 Mg+Cl2↑
总反应式 : 2Al2O3 2Al+3O2↑
（1）氯碱工业——电解饱和食盐水
总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
电解
7.电解原理的应用
（3）电镀铜
(1) 电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。
(2) 电镀池的形成条件
阴极：待镀金属制品 阳极：镀层金属 电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液
镀件
铜
氯化铜溶液
实验现象
阳极：
阴极：
铜变小
有红色固体产生
反应方程式
Cu－2e-＝ Cu2+
Cu2++2e-＝Cu
电镀液的组成及酸碱性不会变化
（4）铜的电解精炼
⑴、粗铜所含的杂质
Zn、Fe、Ni、Ag、Au等
+
纯铜
粗铜
－
CuSO4溶液
⑵、粗铜的精炼
以粗铜为阳极，以纯铜为阴极， 以CuSO4溶液为电解液进行电解
阳极： Zn －2e－＝Zn2+ Fe－2e－＝Fe2+
Ni －2e－＝Ni2+ Cu－2e－＝Cu2+
阴极： Cu2+ +2e－＝Cu
长时间电解后必须补充电解液