高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解課件5 魯科版選修4-魯科版高中選修4化學(xué)課件

1、氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)：在反應(yīng)過程中有元素化合價變化變化的化 學(xué)反應(yīng)。 實質(zhì)實質(zhì)：電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移還原反應(yīng)：還原反應(yīng)：元素化合價 的反應(yīng)，即 電子的反應(yīng) 。 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)：元素化合價 的反應(yīng)，即 電子的反應(yīng) 。電解質(zhì)電解質(zhì)：在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電導(dǎo)電的化合物。從概念看從概念看，電解質(zhì)導(dǎo)電的前提條件前提條件是 ： 。 即存在 的離子 。 升高升高失去失去 降低降低得到得到溶于水或受熱融化溶于水或受熱融化自由移動自由移動電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)導(dǎo)電的原因?qū)щ姷脑颍弘x子的 。 定向移動定向移動氯化鈉中存在 鍵。氯化鈉受熱熔化時該化學(xué)鍵 （是、否）被破壞。離子離子鈉和氯氣的反應(yīng)鈉和氯氣的反

2、應(yīng)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H(298K)=-822.3KJ.mol-1NaCl Na+Cl2熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式:能量能量?聯(lián)想質(zhì)疑一、電解原理一、電解原理交流研討交流研討1、熔融氯化鈉中存在哪些離子？、熔融氯化鈉中存在哪些離子？ 通電前，這些離子是如何運動的？通電前，這些離子是如何運動的？2、通電后，這些離子又是如何運動的？、通電后，這些離子又是如何運動的？3、為什么會發(fā)生這樣的運動？、為什么會發(fā)生這樣的運動？4、這些離子運動之后的結(jié)果又會發(fā)生怎樣、這些離子運動之后的結(jié)果又會發(fā)生怎樣 的變化？的變化？Na+ 和和 Cl-無規(guī)則的自由移動無規(guī)則的自由移動發(fā)生定向移動發(fā)生

3、定向移動實驗實驗1：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰極：有金屬鈉析出陰極：有金屬鈉析出陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl Na+Cl-ClClClClNa+Na+ClClClClNa+Na+ClClClClNaNaCl2Cl2Na+、Cl無規(guī)則運動無規(guī)則運動Na+、Cl定向運動定向運動Na+、Cl發(fā)生電子得失發(fā)生電子得失陰陽兩極上陰陽兩極上生成生成Na、Cl2ee【實驗分析】通電前：通電前：分析熔融電解質(zhì)中

4、的離子情況分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電）Na+移向與電源移向與電源負(fù)極負(fù)極相連的電極，得到相連的電極，得到電子變成電子變成Na，發(fā)生，發(fā)生還原還原反應(yīng)。反應(yīng)。Cl-移向與電源移向與電源正極正極相連的電極，失去相連的電極，失去電子變成電子變成Cl，發(fā)生，發(fā)生氧化氧化反應(yīng)。反應(yīng)。做無規(guī)則運動做無規(guī)則運動陽離子陽離子：Na+陰離子陰離子：Cl-1. 1.電解的定義電解的定義: : 使使電流電流通過通過電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液而在而在陰陽兩極陰陽兩極引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過的過程。程。2.2.電解池的概念電解池的概念: : 借助借助氧化還原反氧化還原反

5、應(yīng)應(yīng)，把，把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置. . 分析下圖，屬于電解池的有分析下圖，屬于電解池的有【鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)】陽極陽極：陰極：陰極：說明：說明：1 1、惰性電極：用、惰性電極：用石墨、金、鉑石墨、金、鉑等材料等材料 做的電極，做的電極，一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng)一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng)； 2 2、活性電極：用、活性電極：用鐵、鋅、銅鐵、鋅、銅等還原性等還原性 較強(qiáng)金屬做的電極，較強(qiáng)金屬做的電極，活性電極作陽極時，活性電極作陽極時， 優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。 與電源與電源正極正極相連，相連，陰離子陰離子移向此極，移向此極，失去失去電子，發(fā)生電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反

6、應(yīng) 與電源與電源負(fù)極負(fù)極相連，相連，陽離子陽離子移向此極，移向此極，得到得到電子，發(fā)生電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)4.電極名稱及電極反應(yīng)式電極名稱及電極反應(yīng)式陰極陰極陽極陽極陽離子陽離子陰離子陰離子得得電電子子還還原原反反應(yīng)應(yīng)失失電電子子氧氧化化反反應(yīng)應(yīng)5.5.電極產(chǎn)物的判斷，電極反應(yīng)的書寫電極產(chǎn)物的判斷，電極反應(yīng)的書寫陽極陽極：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陰極陰極：2Na+ +2e- 2Na 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 2NaCl 2Na+Cl2 通電通電總反應(yīng)式總反應(yīng)式：注意注意：書寫電極反應(yīng)式一定要遵守：書寫電極反應(yīng)式一定要遵守電子守恒電子守恒實驗實驗2：用惰性（石墨）電極電解氯化

7、銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有 刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的KI-淀淀 粉試紙粉試紙 變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰極：碳棒上有一層陰極：碳棒上有一層 紅色的銅析出紅色的銅析出陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液【實驗分析】通電前：通電前：分析氯化銅溶液中的離子情況分析氯化銅溶液中的離子情況 通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電）Cu2+ 、H+移向陰極，移向陰極， Cu2+得到電子變得到電子變成成Cu，發(fā)生，發(fā)生還原還原反應(yīng)。反應(yīng)。

8、Cl- 、OH-移向陽極，移向陽極， Cl-失去電子變成失去電子變成Cl2，發(fā)生，發(fā)生氧化氧化反應(yīng)。反應(yīng)。做無規(guī)則運動做無規(guī)則運動陽離子陽離子：Cu2+ 、H+陰離子陰離子：Cl- 、OH-電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：陽極陽極：2Cl- Cl2 + 2e- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陰極陰極：Cu2+ +2e- Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng) CuCl 2 Cu+Cl2 通電通電總反應(yīng)式總反應(yīng)式：思考：如何才能正確判斷出陰陽兩極的電極產(chǎn)物？思考：如何才能正確判斷出陰陽兩極的電極產(chǎn)物？了解陰、陽離子了解陰、陽離子得、失得、失電子能力的相對強(qiáng)弱電子能力的相對強(qiáng)弱離子的放電順序離子的放電順序陰離子陰離子 ：陽離子陽離子

9、： 與金屬活動順序相反。即與金屬活動順序相反。即K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+. 得得e能力依次能力依次增強(qiáng)增強(qiáng)活性電極活性電極陰離子。即：陰離子。即：失失e 能力依次能力依次減弱減弱Cu 、 Hg 、 Ag S2、I 、 Br 、 Cl 、OH （ NO3 、SO4 2 含氧酸根）含氧酸根）【知識支持知識支持】 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度變化變化如何如何復(fù)原復(fù)原 氯化鈉溶液氯化鈉溶液陽極陽極: 2Cl- 2e- Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- H2 2

10、NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解電解減減 小小 加加HCl陽極陽極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣NaCl溶液溶液趁熱打鐵趁熱打鐵自我小結(jié)：自我小結(jié)：1、學(xué)習(xí)了電解原理、電解池、陰極、學(xué)習(xí)了電解原理、電解池、陰極、陽極、電極反應(yīng)等基本概念。陽極、電極反應(yīng)等基本概念。2、學(xué)習(xí)了電極反應(yīng)的書寫方法和離子、學(xué)習(xí)了電極反應(yīng)的書寫方法和離子的放電順序以及電極產(chǎn)物的判斷方法。的放電順序以及電極產(chǎn)物的判斷方法。1. 下列說法正確的是下列說法正確的是( )電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能；電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能； 電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化；任何電解過程，必將導(dǎo)致氧化還原反任何電解過程，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生；應(yīng)的發(fā)生； 【隨堂練習(xí)】2.電電解熔融的氧化解熔融的氧化鋁鋁可制得金屬可制得金屬鋁鋁.試試寫出寫出電電極反極反應(yīng)應(yīng)和和總總的反的反應(yīng)應(yīng)方程式方程式。陽極陽極 6O2- 3O2 +12e-陰極陰極 4Al3+12e- 4Al電電極