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铝制品
想一想:
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?
第2节 电能转化为化学能 ——电解
质疑:
在生产实践中,人们是如何通过提供电能
使氯化钠分解而制得金属钠的?
联想:
金属钠与氯气的反应。
2Na(s) + Cl2(g) =2NaCl(s)
△H=-822.3KJ/mol
[交流·研讨]
1、通电前熔融NaCl中存在
哪些离子?这些离子是如何运动的?
3、接通直流电后,原来的离子运动发生了怎样的改变?
2、接通直流电后,外电路中电子的流动方向如何 ?
4、移动到两极表面的Na+和Cl-将发生什么变化?
一、 电解的原理
2Na+ +2e-→2Na 2Cl-→Cl2↑ + 2e-
Cl-
Na+
K断开
Na+
Na+
Cl-
Cl-
铁电极
石墨棒
熔融NaCl
+
看清楚了吗?我是如何运动的噢!
[交流·研讨]
Cl2
Cu2+
Cl-
Cl-
K闭合
Cl2
Na+
Na+
Na+
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl2
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
石墨棒
熔融NaCl
铁电极
e-
+
I
I
[交流·研讨]
一、电解的原理
1、电解:
在直流电的作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
注意:
电解时所用电流必须是直流电。
电解的对象:熔融态电解质或电解质溶液。
④ 能量转化:电能→化学能
电解结果:发生氧化反应、还原反应
针对练习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电解质溶液导电过程就是电解过程;
④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生
⑤电解、电离均需要通电才能实现
A. ① ⑤ B . ① ② ③
C. ① ③ ④ D. ① ② ③ ④ ⑤
C
2.电解池:
——把电能转变为化学能 的装置。
电解池的形成条件有哪些?
C
Fe
熔融氯化钠
(1)直流电源
(3)两个固体电极材料
3.构成电解池的条件:
(2)熔融电解质或电解质溶液
(4)构成闭合回路。
针对练习2:
分析下图,属于电解池的有
③⑥
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
2NaCl = 2Na + Cl2 ↑
通电
电极总反应:
针对练习3:
工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试写出电解熔融的MgCl2有关的电极反应是和总反应式。
小结:
1.电解
2.电解池
4.电极反应---半反应
与电源正极相连
阴极
与电源负极相连
发生氧化反应
阳离子移向
阴离子移向
发生还原反应
阳极
3.构成电解池的条件
1、下列关于电解池的说法正确的是( )
A.与电源负极相连的是阴极
B.与电流正极相连的是阴极
C.与直流电源负极相连的电极上发生还原反应
D.阳极上发生还原反应
AC
练习:
2、 工业制铝是采用电解熔融氧化铝的方法。试写出电解熔融的Al2O3有关的电极反应是和总反应式。
思 考:
1、根据下表对电解池与原电池进行比较并填写表中空白:
2、电解和电离的区别和联系
电 离 电 解
条 件
过 程
特 点
联 系
电解质溶于水或受热 熔融状态
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
阴阳离子定向移动,在两极上发生氧化还原反应。
通电
只产生自由移动的离子
发生了氧化还原反应产生了新物质
电解必须建立在电离的基础上
例2NaCl=2Na+Cl2↑
例NaCl=Na++Cl-
练习
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
试书写该反应的电极反应式及总反应式 阳极:2Cl-→Cl2 ↑ + 2e-
阴极:Cu2++2e- → Cu 总式:
CuCl2 = Cu + Cl2 ↑
通电
思 考:
工业上制取氯气是采用电解饱和食盐水的方法,化学反应方程式是:
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑, 其产物中没有钠单质,为什么?
通电
第2节 电能转化为化学能 ——电解
阳极
阴极
氯气
氢
气
阳极: 2Cl- -2e- → Cl 2↑
阴极: 2H ++ 2e- → H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
NaCl溶液
实验现象:阳极有刺激性气味气体生成,并能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,阴极有氢气产生,阴极区变红
阴 极 产 物
阳 极 产 物
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活性材料(金属)
金属在阳极失电子变成阳离子进人溶液。
②惰性电极(Pt、石墨)时:
放电顺序(由易到难)是:
活性电极>S 2->>I ->Br ->Cl ->OH ->含氧酸根离子
溶液中的阳离子在阴极上放电顺序是:
与金属活动顺序表相反
阳极:
阴极:
阳极
阴极
氧气
氢
气
阴极: 4H ++ 4e- → 2H2 ↑
Na2SO4溶液
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
电解
电解规律
阳极: 4OH- — 4e- → 2H2O+O2 ↑
电解规律
阴极
阳极
氯
气
铜
阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑
阴极:Cu2++ 2e-=2Cu↓
CuCl2溶液
CuCl2 Cu+Cl2 ↑
电解
阳极
阴极
氧
气
铜
阳极: 4OH- — 4e- → 2H2O+O2 ↑
阴极:Cu2++ 2e- → Cu
CuSO4溶液
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解
1电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
2电解本身型 如CuCl2 、HCl
3放氢生碱型 如NaCl
4放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
电解类型
电解质溶液用惰性电极电解的示例:
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
溶剂同
时电解
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
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