《电能转化为化学能电解》鲁科版选修4.ppt

一、电解原理（以电解氯化钠为例） 实验分析： 通电前：分析熔融电解质中的离子情况阳离子：Na+阴离子：Cl-做无规则运动 （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：2Na+ +2e-→2Na 还原反应 总式：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） 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。 以电解氯化铜为例 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 （3）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： * 第2节 电能转化为化学能----电解 一、电解原理 联想*质疑金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。 电解是将电能转化为化学能的一种重要方法 实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠 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：有金属钠析出 阴极 阳极 氯 气 钠 熔融NaCl 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2NaCl2Na+Cl2 ↑ 通电 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。 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 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 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 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）判断离子的放电顺序：阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH- （4）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低 CuCl2Cu+Cl2 ↑ 电解 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。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人溶液，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（由难到易）是： S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F- Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 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+） 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: 阴极 阳极 氯 气 铜 实例 电极反应浓度 PH值 复原 CuCl2阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓ 减小 减小 CuCl2 CuCl2溶液 CuCl2Cu+Cl2 ↑ 电解 阳极 阴极 氧气 氢 气 实例 电极反应浓度 PH值 复原 Na2SO4实例 电极反应浓度 PH值 复原 Na2SO4阳极: 4OH- → 4e- ＋ 2H2O+O2 ↑ 阴极: 4H ++ 4e- → 2H2 ↑ 变大 不 变加 H2O Na2SO4溶液 2H2O2H2 ↑ + O2 ↑ 电解 阳极 阴极 氯气 氢 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+2H2O2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑ 电解 减小 增 大 加 HCl NaCl溶液