(共35张PPT)
普通高中课程标准实验教科书
化学反应原理(选修四)
第一章
化学反应及能量变化
第二节
电能转化为化学能—电解
第1课时
电解的原理
物以稀为贵,在100多年前,铝曾是一种稀有的金属,被称为“银色的金子”。
法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的富有和尊贵,制造了一顶名贵的皇冠——铝皇冠。在举行盛大宴会时,只有他使用一套铝餐具。
为什么铝制品在当时那么昂贵呢?但是今天铝制品却被广泛使用,这又是为什么呢?
想一想:
因为当时铝的冶炼比较困难,但是今天我们找到了铝的冶炼方法——电解法
第2节
电能转化为化学能
——电解
一
电解的原理
交流·研讨
1.通电前,熔融NaCl里有哪些离子?它们的运动情况如何?
熔融NaCl
无规则运动
模拟工业电解熔融氯化钠
石墨
铁
2.通电时,外电路的电流方向如何?
+
—
e-
石墨
铁
3.接通电源后,
和
往哪个方向移动?
+
–
e-
2Na+
+2e-→2Na
还原反应
2Clˉ—2e-
→Cl2↑
氧化反应
铁
石墨
1.
电解的概念:
在————作用下,电解质在两个电极上分别发生——————
和——————
的过程
注意:
?
电解时所用电流必须是———
电
而不是———
电。
?
熔融态电解质可以被电解,———
溶液也可被电解。
?
电解过程中,电能转化为——
而“储存”在反应产物中。
直流电
氧化反应
还原反应
直流
交流
电解质
化学能
电解池的形成条件有哪些?
2、电解池的概念:将电能转化为
化学能的装置
3.
电解池的构成条件:
(1)
直流电源。
(2)两个固体电极,与电源正极相连的叫————,
与电源负极相连的叫————。
(3)熔融态电解质或电解质溶液。
(4)构成闭合回路。
阳极
阴极
分析下图,属于电解池的有
③⑥
【巩固练习】
4.
电极反应:
(1)电极上进行的——————叫电极反应。
(2)阳极(+)发生————反应,阴极(-)发生————反应。
(3)电解熔融氯化钠时的电极反应式为
阳极:——————————————(氧化反应)
阴极:——————————————(还原反应)
半反应
氧化
还原
2Cl-=Cl2↑+2e-
2Na++2e-
=
2Na
练一练
以石墨为电极电解下列物质,写出电极反应并指明反应类型。
(1)熔融氯化镁
(2)熔融氧化铝
阴极:Mg2+
+2e-=Mg
氧化反应
还原反应
阳极:
2Cl--
2e-
=Cl2↑
阴极:4Al3+
+12e-=4Al
氧化反应
还原反应
阳极:
6O2--
12e-
=3O2↑
总反应:
MgCl2
Mg+Cl2
↑
总反应:
2Al2O3
4Al+3O2
↑
想一想
以氯化铜溶液为例,思考电解电解质溶液时微粒的运动及两极反应是怎样的?
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:
【知识支持】
离子的放电顺序:
阴极:阳离子得电子顺序:
Ag+>Hg2+>
Fe3+>Cu2+>
H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>
H+(水)Al3+>Mg2+>Na
+
>Ca2+>
K
+
阳极:阴离子失电子顺序:活性电极﹥阴离子。即:
Cu>Hg
>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->
(
NO3-、SO42-含氧酸根)
(2)分析两个电极上出现的离子:
阳极:OH-、Cl-
阴极:H+、Cu2+
(1)确定电极名称:
阳极(接电源正极)
阴极(接电源负极)
5.电极产物的判断,电极反应的书写
C
C
CuCl2溶液
(4)判断电极产物并书写电极反应:
阳极:2Cl-
-2e-=Cl2
↑
氧化反应
阴极:Cu2++2e-
=Cu
还原反应
总反应:
(3)判断离子的放电顺序:
阳离子:Cu2+>H+
阴离子:Cl->OH-
C
C
CuCl2溶液
1.下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石
墨电极,则下列有关判断正确的是(
)
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
【当堂检测】
2.
(双选)电解池的阴极是(
)
A.发生还原反应的一极
B.发生氧化反应的一极
C.与电源负极相连的一极
D.电极本身一定被消耗
AC
3.
在这五种说法中正确的是(
)
①电解是将电能转化为化学能;
②电解是将化学能转变成电能;
③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化;
④不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现;
⑤任何电解质被电解时,必导致氧化还原反应发生;
A.
①③④⑤
B.
②③⑤
C.
②③④
D.
①②③④
A
想一想:以石墨为电极电解下列物质,写出电极反应并指明反应类型,并试着总结出电解类型。
C
C
NaOH溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
C
C
C
C
【课后拓展】
C
C
HgCl2溶液
C
C
CuSO4溶液
C
C
KI溶液
电解的几种类型
(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型;
(2)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,电解电解质型;
(3)电解不活泼金属的含氧酸盐,放氧生酸型;
(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐,放氢生碱型;