化学选修1电能转化为化学能电解.pptx

电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解你知道吗？你知道吗？电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 工业上分别以氯化钠和氧化工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝。铝为原料生产金属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现你知道工业生产中是如何实现的吗？的吗？通电前：分析熔融电解质中的离子情况通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：阳离子：阴离子：阴离子：通电后：（必须直流电）通电后：（必须直流电）Na+Cl-交流与讨论交流与讨论1 1：做无规则运动做无规则运动钠离子和氯离子做钠离子和氯离子做定向移动定向移动，钠离子移向钠离子移向阴极阴极附近，附近，氯离子移向氯离子移向阳极阳极附近附近.阳极阴极交流与讨论交流与讨论2 2：e-e-e-e-e-e-电解池中离子和电子的移动方向电解池中离子和电子的移动方向 Cl-Na+Cl-2Na+2e-=2Na阴极阴极:发生还原反应发生还原反应2Cl-2e-=Cl2阳极阳极:发生氧化反应发生氧化反应Na+2NaCl=2Na+Cl2 通电通电电解质电解质Al2O3Na3AlF6 （冰晶石）（冰晶石）阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al阳极：阳极：6O2-12e-=3O2总式：总式：2Al2O3=4Al+3O2 电解电解铝的冶炼铝的冶炼使使电流电流通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴阳两极阴阳两极引起引起氧化反应氧化反应和和还原反应还原反应的过程。的过程。电解池电解池:把把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置.电解电解:(1)(1)外加直流电源外加直流电源(2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极：接电源正极的为接电源正极的为阳极阳极，发生发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为接电源负极的为阴极阴极，发生发生还原反应还原反应(3)(3)电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质构成条件构成条件:电解过程不仅可以在电解过程不仅可以在熔融熔融电解质中进行，电解质中进行，也可以在电解质也可以在电解质溶液溶液中进行。中进行。活动与探究活动与探究阳极：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润湿润的的KI-淀淀 粉试纸变蓝粉试纸变蓝（Cl2)阴极：阴极：碳棒上有一层红色的铜析出碳棒上有一层红色的铜析出电极材料电极材料:活性活性电极材料电极材料:Ag、Cu、Fe、Zn、Ni、等、等惰性惰性电极材料：电极材料：Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等放电顺序：放电顺序：用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛、石墨、钛等等)时：时：溶液中阴离子的放电顺序是：溶液中阴离子的放电顺序是：S 2-SO32-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）F-活性材料作电极时：活性材料作电极时：Zn,Fe,Ni,Cu,Ag等等在阳极失电子被氧化成阳离子在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。Zn Fe Ni Cu Ag S 2-SO32-I-Br-Cl-OH-阳极：阳极：无论是惰性电极还是活性电极都不参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与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：AuAu+AgAg+FeFe3+3+Cu Cu2+2+（H H+)PbPb2+2+Sn Sn2+2+Fe Fe2+2+Zn Zn2+2+(H+)Al Al3+3+Mg Mg2+2+Na Na+Ca Ca2+2+K K+阴极阴极:练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应。电解下列溶液的电极反应。(1)稀硫酸稀硫酸（2）盐酸）盐酸阴极：阴极：4H+4e-=2H2 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2总反应式：总反应式：（2）盐酸）盐酸阴极：阴极：2H+2e-=H2 阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2总反应式：总反应式：2HCl=H2+Cl2通电通电2H2O=2H2+O2通电通电(1)稀硫酸稀硫酸练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应。电解下列溶液的电极反应。（3）AgNO3溶液溶液（4）CuSO4溶液溶液（3）AgNO3溶液溶液4Ag+4e-=4Ag4OH-4e-=2H2O+O2 4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+通电通电阴极：阴极：2Cu2+4e-=2Cu阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2（4）CuSO4溶液溶液2Cu2+2H2O=2Cu+O2+4H+通电通电总反应：总反应：阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应。电解下列溶液的电极反应。（5）氯化钠溶液）氯化钠溶液2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：通电通电2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2 通电通电（5）氯化钠溶液）氯化钠溶液练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应。电解下列溶液的电极反应。（6）Na2SO4溶液溶液(7)NaOH溶液溶液阴极：阴极：4H+4e-=2H2 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2总反应式：总反应式：2H2O=2H2+O2通电通电（6）Na2SO4溶液溶液(7)NaOH溶液溶液 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：4H+4e-=2H2 总反应式：总反应式：2H2O=2H2+O2通电通电练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应。电解下列溶液的电极反应。(8)CuCl2溶液溶液 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：(8)CuCl2溶液溶液2Cl-2e-=Cl2 Cu2+2e-=CuCuCl2=Cu+Cl2 通电通电+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量，而影响氢氧化钠的产量电解原理的重要应用电解原理的重要应用电解饱和食盐水电解饱和食盐水2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：通电通电2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2 通电通电氯碱工业氯碱工业:电解饱和食盐水电解饱和食盐水电镀电镀电镀电镀:利用电解原理在某些金利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它属的表面镀上一薄层其它金属金属或是或是合金合金的过程。的过程。电解原理的重要应用电解原理的重要应用1 1、电镀材料的选择：、电镀材料的选择：阴极阴极镀件镀件 阳极阳极镀层金属镀层金属电镀液电镀液含有含有镀层金属离子镀层金属离子的溶液的溶液2、电镀液、电镀液的浓度保持不变的浓度保持不变装置装置阳极：阳极：Agee-=Ag+阴极：阴极：Ag+e+e-=Ag 电镀银电镀银电镀液电镀液Ag阳阳极极阴阴极极e-e-e-e-AgNO3溶液溶液镀件镀件电镀练习：电镀练习：铁上镀锌：铁上镀锌：阳极阳极-阴极阴极-电镀液电镀液-铁上镀铜：阳极铁上镀铜：阳极-阴极阴极-电镀液电镀液-锌上镀银：阳极锌上镀银：阳极-阴极阴极-电镀液电镀液-ZnZnFeFeAgCuZnSO4CuSO4AgNO3+-纯铜纯铜粗铜粗铜 电解液电解液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）Fe 2e-=Fe 2+特征特征纯纯铜作铜作阴极阴极，粗粗铜作铜作阳极阳极阳极阳极主要金属主要金属与电解质中的阳离子相同与电解质中的阳离子相同电解液电解液CuSO4的浓度基本不变的浓度基本不变粗铜精炼粗铜精炼电解池电解池将将电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置阳极阳极与外接电源的正极相联（发生氧化反应）与外接电源的正极相联（发生氧化反应）阴极阴极与外接电源的负极相联与外接电源的负极相联（发生还原反应）（发生还原反应）惰性电极惰性电极阳极：阴离子放电（阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH）阴极：阳离子放（阴极：阳离子放（Ag+、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Zn2+）活性电极活性电极阳极自身放电阳极自身放电1.用惰性电极电解下列溶液一段时间用惰性电极电解下列溶液一段时间后，加入一定量括号内的物质可后，加入一定量括号内的物质可使其恰好恢复至电解前情况的是：使其恰好恢复至电解前情况的是：A.CuSO4 (Cu(OH)2)B.AgNO3 (Ag2O)C.HCl (H2,Cl2)D.NaOH (H2O)BD2.在在U形管中形管中,用惰性电极电解硫酸钠和用惰性电极电解硫酸钠和石蕊的混合液石蕊的混合液,一段时间后一段时间后,可观察到的可观察到的现象是现象是:A.两极附近颜色无明显变化两极附近颜色无明显变化 B.阳极附近溶液颜色变红阳极附近溶液颜色变红 C.阴极附近颜色变红阴极附近颜色变红 D.若取出电极若取出电极,充分摇匀充分摇匀,溶液为紫色溶液为紫色BD3、用惰性电极电解下列溶液，电解用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的液的PH下降的是下降的是 A.CuSO4 B.BaCl2 C.AgNO3 D.H2SO4AC4.用石墨作电极用石墨作电极,电解电解1mol/L下列物下列物质的溶液质的溶液,溶液的溶液的PH保持不变的是保持不变的是 A.HCl B.NaOH C.Na2SO4 DN aClC5、用两根惰性电极插入用两根惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解溶液中通电电解,当电解液的当电解液的PH值从值从6变为变为3时时(设电解时阴极没有设电解时阴极没有H2放出放出,电电解液在电解前后体积变化可以忽略不解液在电解前后体积变化可以忽略不计计),电极上析出银的质量是电极上析出银的质量是()A.27毫克毫克 B.54毫克毫克 C.100毫克毫克 D.216毫克毫克B6.用用Pt电极电解电极电解CuSO4和和KNO3的混的混合溶液合溶液500mL,经一段时间后经一段时间后,两极两极均得到均得到11.2L(标准状况下标准状况下)气体气体,则则此混合溶液中此混合溶液中CuSO4的物质的量浓的物质的量浓度为度为()A.0.5mol/L B.0.8mol/L C.1.5mol/L D.1 mol/LD7.将将0.2 molAgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2和和0.6 mol KCl溶于水配成溶于水配成100mL溶液，用惰性电极电解一段溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出时间后，在一极上析出0.3 mol Cu，此时，另一极上的气体体积（标，此时，另一极上的气体体积（标准状况）为准状况）为 ()A4.48LB5.6L C6.7LD7.8LB8.甲、乙两个电解槽甲、乙两个电解槽,按下图装置进行实验按下图装置进行实验,其其中中a、b、c、d为为Pt电极，若工作一段时间后，电极，若工作一段时间后，要满足以下条件要满足以下条件甲池电解液甲池电解液PH值升高，而值升高，而乙池电解液乙池电解液PH值降低值降低；b、c两极析出物两极析出物质的量相同。那么应选择的电解液是（质的量相同。那么应选择的电解液是（）甲甲 池池 乙乙 池池A.AgNO3溶液溶液 CuCl2溶液溶液B.NaOH溶液溶液 AgNO3溶液溶液C.NaCl溶液溶液 CuSO4溶液溶液D.H2SO4溶液溶液 NaOH溶液溶液C