电能转化为化学能——电解.ppt

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1、第2节电能转化为化学能----电解一、电解原理电解:在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。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（4）形成闭合回路电子的流向: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）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

2、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＋－阴极阳极ｅ－阳离子阴离子得电子还原反应失电子氧化反应下面以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。这是电解熔融盐的情况。电解电解质溶液又会发生什么反应呢？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-做无规则运动通电后：（必须直流电）

3、（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：（3）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2↑电解为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？思考：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当阳极为活性电极时：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

4、极上放电。②当阳极为惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+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:想一想：以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？阳极：Cu→Cu2++2e-阴极：Cu2++2e-→Cu五.电解方程式的书写：例：写出用石墨

5、做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，阴极：阳极：③、两极半反应相加得总方程式；电解电解＞阴极：阳极：2Cl－→Cl2↑＋2e-2H+＋2e-→H2↑OH－SO42－H+Cu2+H2OH++OH－CuSO4＝Cu2++SO42－①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：②、然后写电极反应式：H2↑＋Cl2↑或2HCl（电解化学方程式）H2↑＋Cl2↑2H++2Cl－（电解离子方程式）＜分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子一、电解饱和食盐水反应原理阴极：阳极：总反应：

6、2H++2e-→H2↑2Cl-→Cl2↑+2e-2H2O+2Cl-=H2↑+Cl2↑+2OH-电解2H2O+2NaCl=H2↑+Cl2↑+2NaOH电解现象：阳极：有黄绿色气体产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红上述装置的弱点：1.H2和Cl2混合不安全2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯1、生产设备名称：离子交换膜电解槽阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)阴极：碳钢网(有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。2、离子交换膜的作用：(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸(2)避免

7、氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量+-纯铜粗铜电解液(CuSO4溶液)阴极：Cu2++2e-==Cu（还原反应）阳极：Cu—2e-==Cu2+（氧化反应）特征纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精炼铜阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子+-铁片铜片电镀液(CuSO4溶液)阴极：Cu2++2e-==Cu（还原反应）阳极：Cu—2e-==Cu2+（氧化反应）特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电镀

8、液CuSO4的浓度基本不变3、电镀铜电镀的定义：电镀的意义：电解规律（惰性电极电解电解质溶液的一般规律）阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2阳极：2C