化学：1.2《电能转化为化学能-电解》课件（鲁科版选修4）
文档属性
| 名称 | 化学：1.2《电能转化为化学能-电解》课件（鲁科版选修4） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 613.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-12-05 15:27:00 | ||
图片预览
文档简介
课件28张PPT。第2节 电能转化为化学能----电解一、电解原理电解:在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电解池: 借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置. 构成条件:
(1)外加直流电源
(2)与电源相连的两个电极：
接电源正极的为阳极，发生氧化反应
接电源负极的为阴极，发生还原反应
(3)电解质溶液或熔化的电解质
（4）形成闭合回路
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
离子定向移动的方向:
阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.
惰性电极与活性电极：
惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应
活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应＋－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下面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？实验：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
气铜CuCl2溶液实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+、Cu2+
阴离子：OH-、Cl-
做无规则运动通电后：（必须直流电）
（1）确定电极名称：
阳极（接电源正极）
阴极（接电源负极）
与电极材料无关
（2）判断电极产物并书写电极反应:
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：（3）分析电解质溶液的变化情况：
氯化铜溶液浓度降低 为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？思考：离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 ①当阳极为活性电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②当阳极为惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42->F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>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：阳极：阴极:想一想： 以铜为阳极,铁为阴极,电解 氯化铜溶液，情况又如何？阳极：Cu → Cu 2+ + 2e-
阴极：Cu 2+ + 2e- → Cu五.电解方程式的书写：例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式， 阴极：阳极：③、两极半反应相加得总方程式；＞阴极：阳极：2Cl－ → Cl2↑ ＋2e- 2 H+＋2e -→ H2↑OH－ SO4 2－H+ Cu2+H2O H++OH－ CuSO4 ＝ Cu2++ SO4 2－①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：②、然后写电极反应式 ：H2↑＋Cl2↑或 2HCl（电解化学方程式）H2↑＋Cl2↑2H++2Cl－（电解离子方程式）＜分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子一、电解饱和食盐水反应原理 阴极：
阳极：
总反应：2H+ + 2e- → H2↑2Cl- → Cl2↑ + 2e- 现象：
阳极：有黄绿色气体产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝
阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红上述装置的弱点：1.H2和Cl2 混合不安全
2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯1、生产设备名称：离子交换膜电解槽
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极：碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2、离子交换膜的作用：
(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸
(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量
+-纯铜粗铜 电解液
(CuSO4溶液)阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）特征纯铜作阴极，粗铜作阳极
阳极主要金属与电解质中的阳离子相同
电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精炼铜阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子+-铁片铜片 电镀液
(CuSO4溶液)阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极
阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同
电镀液CuSO4的浓度基本不变3、电镀铜电镀的定义：电镀的意义：电解规律（惰性电极电解电解质溶液的一般规律）阴极阳极氯
气铜阳极：2Cl- → Cl2↑ + 2e-阴极：Cu2++ 2e- → 2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液阳极阴极氧气氢
气阳极: 4OH- → 4e- ＋ 2H2O+O2 ↑阴极: 4H ++ 4e- → 2H2 ↑变大不
变 加
H2O
Na2SO4溶液2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑阳极阴极氯气氢
气阳极: 2Cl- → 2e- ＋ Cl 2↑阴极: 2H ++ 2e- → H2 ↑2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑减小增
大 加
HCl
NaCl溶液阳极阴极氧
气铜阳极: 4OH- → 4e- ＋ 2H2O+O2 ↑阴极：Cu2++ 2e- → Cu减小减小 加
CuOCuSO4溶液 电解质溶液用惰性电极电解的示例：含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH-→4e-＋O2+2H2O
阴极：4H+ + 4e- → 2H2↑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↓减少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CuO1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。巩固练习2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是?
A.P是电源的正极
B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑
C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
?
B 3.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
AC 4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，
通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电
解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体
积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：
A、27mg B、54mg
C、108mg D、216mgB电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F- Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
(1)外加直流电源
(2)与电源相连的两个电极：
接电源正极的为阳极，发生氧化反应
接电源负极的为阴极，发生还原反应
(3)电解质溶液或熔化的电解质
（4）形成闭合回路
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
离子定向移动的方向:
阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.
惰性电极与活性电极：
惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应
活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应＋－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下面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？实验：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
气铜CuCl2溶液实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+、Cu2+
阴离子：OH-、Cl-
做无规则运动通电后：（必须直流电）
（1）确定电极名称：
阳极（接电源正极）
阴极（接电源负极）
与电极材料无关
（2）判断电极产物并书写电极反应:
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：（3）分析电解质溶液的变化情况：
氯化铜溶液浓度降低 为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？思考：离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 ①当阳极为活性电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②当阳极为惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42->F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>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：阳极：阴极:想一想： 以铜为阳极,铁为阴极,电解 氯化铜溶液，情况又如何？阳极：Cu → Cu 2+ + 2e-
阴极：Cu 2+ + 2e- → Cu五.电解方程式的书写：例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式， 阴极：阳极：③、两极半反应相加得总方程式；＞阴极：阳极：2Cl－ → Cl2↑ ＋2e- 2 H+＋2e -→ H2↑OH－ SO4 2－H+ Cu2+H2O H++OH－ CuSO4 ＝ Cu2++ SO4 2－①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：②、然后写电极反应式 ：H2↑＋Cl2↑或 2HCl（电解化学方程式）H2↑＋Cl2↑2H++2Cl－（电解离子方程式）＜分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子一、电解饱和食盐水反应原理 阴极：
阳极：
总反应：2H+ + 2e- → H2↑2Cl- → Cl2↑ + 2e- 现象：
阳极：有黄绿色气体产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝
阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红上述装置的弱点：1.H2和Cl2 混合不安全
2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯1、生产设备名称：离子交换膜电解槽
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极：碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2、离子交换膜的作用：
(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸
(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量
+-纯铜粗铜 电解液
(CuSO4溶液)阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）特征纯铜作阴极，粗铜作阳极
阳极主要金属与电解质中的阳离子相同
电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精炼铜阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子+-铁片铜片 电镀液
(CuSO4溶液)阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极
阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同
电镀液CuSO4的浓度基本不变3、电镀铜电镀的定义：电镀的意义：电解规律（惰性电极电解电解质溶液的一般规律）阴极阳极氯
气铜阳极：2Cl- → Cl2↑ + 2e-阴极：Cu2++ 2e- → 2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液阳极阴极氧气氢
气阳极: 4OH- → 4e- ＋ 2H2O+O2 ↑阴极: 4H ++ 4e- → 2H2 ↑变大不
变 加
H2O
Na2SO4溶液2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑阳极阴极氯气氢
气阳极: 2Cl- → 2e- ＋ Cl 2↑阴极: 2H ++ 2e- → H2 ↑2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑减小增
大 加
HCl
NaCl溶液阳极阴极氧
气铜阳极: 4OH- → 4e- ＋ 2H2O+O2 ↑阴极：Cu2++ 2e- → Cu减小减小 加
CuOCuSO4溶液 电解质溶液用惰性电极电解的示例：含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH-→4e-＋O2+2H2O
阴极：4H+ + 4e- → 2H2↑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↓减少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CuO1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。巩固练习2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是?
A.P是电源的正极
B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑
C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
?
B 3.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
AC 4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，
通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电
解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体
积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：
A、27mg B、54mg
C、108mg D、216mgB电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F- Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+