電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

1、 第二節(jié)第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能鈉的制備鈉的制備鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，這給鈉的制取帶來(lái)一定的困難，目前，世界上金屬鈉的生產(chǎn)多數(shù)采用電解熔融氯化鈉的方法。電解法實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(yáng)極：有氣泡，有陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)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(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽(yáng)離子陽(yáng)離子： 陰離子陰離子： 做

2、無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽(yáng)極陽(yáng)極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） 與電極材料無(wú)關(guān)與電極材料無(wú)關(guān) Na+Cl-（2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): 陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電 陽(yáng)極陽(yáng)極：2Cl- - 2e- Cl2 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)總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電電解電解: : 使使電流電流通過(guò)通過(guò)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液而在而在陰陽(yáng)陰陽(yáng)兩極兩

3、極引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。的過(guò)程。電解池電解池: : 借助借助氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，把，把電能電能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置. .也稱也稱電解槽電解槽。一、電解一、電解1、定義、定義陽(yáng)極陽(yáng)極：陰極陰極：說(shuō)明：說(shuō)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(yáng)極時(shí)，活性電極作陽(yáng)極時(shí)， 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

4、連，陰離子陰離子移向移向 此極，此極，失去失去電子，發(fā)生電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 與電源與電源負(fù)極負(fù)極相連，相連，陽(yáng)離子陽(yáng)離子移向移向 此極，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)3 3、電子的流向、電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。(注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）4 4、離子定向移動(dòng)的方向、離子定向移動(dòng)的方向: : 陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向陽(yáng)極陽(yáng)極 移動(dòng)移動(dòng). .陰陰極極

5、陽(yáng)陽(yáng)極極陽(yáng)離子陽(yáng)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)注意：注意：與電離的區(qū)別與電離的區(qū)別條件條件特征特征陰陽(yáng)離子無(wú)規(guī)則地自由陰陽(yáng)離子無(wú)規(guī)則地自由運(yùn)動(dòng)，無(wú)明顯的化學(xué)變運(yùn)動(dòng)，無(wú)明顯的化學(xué)變化化陰陽(yáng)離子作定向運(yùn)動(dòng)，陰陽(yáng)離子作定向運(yùn)動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)關(guān)系關(guān)系先電離后電解先電離后電解電離電離電解電解電解池中，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解過(guò)程電解池中，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解過(guò)程N(yùn)aCl = Na+ + Cl 2NaCl(熔融熔融)= 2Na + Cl2 通電直流電的作用直流電的作用受熱或極性分子的作用受熱或極性分子的作用13電解水電解

6、水水水H2、O2電解食鹽水電解食鹽水 H2O、NaClNaOH 、H2 、 Cl2電解融熔電解融熔 氯化鈉氯化鈉NaClNa、 Cl2電解融熔電解融熔 氧化鋁氧化鋁Al2O3Al 、 O22H2O=2H2 +O2 通電通電2NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 + Cl2 通電通電2NaCl = 2NaCl+ Cl2 通電通電2Al2O3=4Al +3 O2 通電通電實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡，有陽(yáng)極：有氣泡，有 刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙 變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰

7、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(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽(yáng)離子陽(yáng)離子：H+、Cu2+ 陰離子陰離子：OH-、Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽(yáng)極陽(yáng)極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） （3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): 陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電 陽(yáng)極陽(yáng)極：2Cl-

8、 2e- Cl2 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)總式：總式：（2）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序： 陽(yáng)離子陽(yáng)離子氧化氧化性性：Cu2+H+ 陰離子還原性陰離子還原性：Cl-OH-（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：）分析電解質(zhì)溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 通電離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuA

9、u、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶溶液中陰離子的放電順序（由易到難）是：液中陰離子的放電順序（由易到難）是：陽(yáng)極：陽(yáng)極： 無(wú)論是惰性電極還是活性電極無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與都不參與電極反電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陰極陰極: :練習(xí)練習(xí)2：分析以惰性電極電解下列：分析以惰性電極電解下列溶液的電極反應(yīng)。溶液的電極反應(yīng)。（）硝酸銀溶液（）硝酸銀溶液（）氯化鈉溶液（）氯化鈉溶液（）稀硫酸（）稀硫酸（）氫氧化鈉溶液（）氫氧化鈉溶液本質(zhì)是電解水型：本質(zhì)是電解水型：含氧酸含氧酸 強(qiáng)堿活潑金屬的

10、含氧酸鹽強(qiáng)堿活潑金屬的含氧酸鹽本質(zhì)是電解電解質(zhì)本身本質(zhì)是電解電解質(zhì)本身無(wú)氧酸不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽氟化物例外無(wú)氧酸不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽氟化物例外放氫生堿型放氫生堿型活潑金屬的無(wú)氧酸鹽活潑金屬的無(wú)氧酸鹽放氧生酸型放氧生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽如如H2SO4 ,N,KNO3如如HCl, CuCl2如如MC，NaCl如如CSO4，AgNO36.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律7、原電池和電解池的比較、原電池和電解池的比較裝置裝置原電池原電池電解池電解池能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化電極名稱電極名稱電極反應(yīng)電極反應(yīng)電子流動(dòng)電子流動(dòng)方向方向化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能

11、轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能正極、負(fù)極正極、負(fù)極陰極、陽(yáng)極陰極、陽(yáng)極負(fù)極：本身失電子，負(fù)極：本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)正極：溶液中陽(yáng)離正極：溶液中陽(yáng)離子（或子（或O2）得電子）得電子,發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)陰極：陽(yáng)離子得電子，發(fā)陰極：陽(yáng)離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)生還原反應(yīng)陽(yáng)極：陽(yáng)極：惰性電極：陰離惰性電極：陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)活性電極：本身失電子，活性電極：本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)電子由負(fù)極流出經(jīng)電子由負(fù)極流出經(jīng)外電路流入正極外電路流入正極電子由電源負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)電子由電源負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向陰極陽(yáng)離子得電子；線流向陰極陽(yáng)離子得電子；陰離子在陽(yáng)極失電子

12、經(jīng)導(dǎo)陰離子在陽(yáng)極失電子經(jīng)導(dǎo)線流向電源正極線流向電源正極1、以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰、以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰極不能得到氫氣的是（極不能得到氫氣的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、以石墨作電極分別電解下列溶液，電解、以石墨作電極分別電解下列溶液，電解質(zhì)和水的量都發(fā)生變化的是（質(zhì)和水的量都發(fā)生變化的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH3、以石墨作電極電解水時(shí)，可用來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電、以石墨作電極電解水時(shí)，可用來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電性的物質(zhì)是（性的物質(zhì)是（ ），溶液），溶液pH值變大的是（值變大的是（ ）A. Na

13、2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBCADCD4、以石墨作電極分別電解下列溶液，、以石墨作電極分別電解下列溶液，1、 Na2S溶液溶液2、AgNO3溶液溶液以上溶液，電解后堿性增強(qiáng)的有以上溶液，電解后堿性增強(qiáng)的有 ，電解后酸性增強(qiáng)的有電解后酸性增強(qiáng)的有 。1，32，43、 CaCl2溶液溶液4、 NaHSO4溶液溶液5、串聯(lián)電解熔融、串聯(lián)電解熔融KCl、MgCl2、Al2O3一段時(shí)間一段時(shí)間后，析出后，析出K、Mg、Al的物質(zhì)的量之是的物質(zhì)的量之是 。dabcKI淀粉試紙淀粉試紙6、c作為筆在左邊紙上寫作為筆在左邊紙上寫字，字跡變藍(lán)，則字，字跡變藍(lán)，則b是是極，極，c

14、上發(fā)生的反應(yīng)為上發(fā)生的反應(yīng)為，d的總化學(xué)反應(yīng)方程式為的總化學(xué)反應(yīng)方程式為。6:3:2正正2I-2e- =I22KI+2H2O = H2+I2+2KOH通電通電二、電解原理的重要應(yīng)用二、電解原理的重要應(yīng)用H+Na+Cl-OH-陽(yáng)極放出有刺激性氣味的氣體陽(yáng)極放出有刺激性氣味的氣體陰極放出無(wú)色無(wú)味的氣體陰極放出無(wú)色無(wú)味的氣體1、電解飽和食鹽水、電解飽和食鹽水電極反應(yīng)方程式電極反應(yīng)方程式 陰極：陰極： 2H+ +2e = H2陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl- - 2e = Cl2總式：總式：2NaCl +2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2通電通電注意：陰極區(qū)注意：陰極區(qū)pH值升高，酚酞變紅（陰極與負(fù)極

15、值升高，酚酞變紅（陰極與負(fù)極相連）相連）如何提純氯化鈉溶液？如何提純氯化鈉溶液？+-純銅純銅粗銅粗銅 電解液電解液(CuSO4溶液溶液)陰極：陰極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：陽(yáng)極： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）特征：特征：純銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極純銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同電解液電解液CuSO4的濃度基本不變，有雜質(zhì)離子的濃度基本不變，有雜質(zhì)離子Zn2+、Fe2+、Ni2+雜質(zhì)雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au如何除去？如何除去？2、精煉銅、精煉銅陽(yáng)極還包含陽(yáng)極還包含Zn、F

16、e、Ni失電子，且比失電子，且比Cu先失電子先失電子+-鐵片鐵片銅片銅片 電鍍液電鍍液(CuSO4溶液溶液)陰極：陰極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：陽(yáng)極： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）特征：特征：被鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極被鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同電電鍍鍍液液CuSO4的濃度基本不變的濃度基本不變3、電鍍銅、電鍍銅電鍍的定義：電鍍的定義：電鍍的意義：電鍍的意義：+-鐵片鐵片鋅片鋅片 電鍍液電鍍液(ZnCl2溶液溶液)Zn2+H+，則，則Zn2+放電放電4、電鍍鋅、電鍍鋅陰極：陰極： Zn2+ + 2e = Zn （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：陽(yáng)極： Zn 2e = Zn2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）關(guān)于電鍍的生產(chǎn)和污染及防治關(guān)于電鍍的生產(chǎn)和污染及防治陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極電解質(zhì)電解質(zhì)Al2O3Na3AlF6碳?jí)K碳?jí)K陰極：陰極： 4Al3+ + 12e = 4Al陽(yáng)極：陽(yáng)極： 6O2- - 12e = 3O2總式：總式： 2Al2O3 = 4Al + 3O2通