化学能与电能的转化-电能转化为化学能公开课.ppt

一.电解反应实例 * * 专题2 化学反应与能量转化 电能转化为化学能 化学方程式 电解产物 被电解物质 实例 电解H2O制H2和O2 H2O H2、O2 电解饱和食盐水制H2和Cl2和NaOH H2、Cl2、NaOH NaCl、H2O 电解NaCl制Cl2和Na NaCl Na 、Cl2 电解Al2O3制Al Al2O3 Al、O2 2H2O 2H2↑+O2↑ 通电 2H2O+2NaCl 2NaOH+H2 ↑ +Cl2 ↑ 通电 2NaCl 2Na+Cl2 ↑ 通电 2Al2O3 4Al+3O2 ↑ 通电 1.电解氯化铜实验 实验步骤 在一个U形管中注入饱和氯化铜溶液，插入两根石墨作电极，接通直流电源，数分钟后，观察阴极表面的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极上放出的气体。 二、电能转化为化学能 1 与电源正极相连的碳棒（阳极）有气泡生成，且有刺激性气味，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。 2 与电源负极相连的碳棒（阴极）上有一层红色的固体析出。 实验现象 －－Cl2 －－Cu 结论：氯化铜溶液通电后发生了化学变化，而电流的作用是这种化学变化的根本原因。 通电前，氯化铜溶液中有哪些离子？运动情况如何？ 思考 3. 当离子定向移动到电极表面时，发生的是 什么类型的反应？ 4. 电路中，电子的流动方向如何？ CuCl2＝Cu2++2Cl－ H2O H++OH－ 2. 通电时，离子的运动情况有什么改变？ 分析 1、通电前 CuCl2 Cu2+ +2Cl－ H2O 　　H+ + OH－ 电解质发生电离，阴阳离子自由运动 2、通电后 带负电荷的阴离子定向移动到阳极附近 因失电子能力：Cl－ ＞OH－ 带正电荷的阳离子定向移动到阴极附近 Cl－在阳极失去电子：2Cl－－2e－ Cl2 ↑氧化反应 因得电子能力： Cu2 +＞H+ Cu2+在阴极得到电子：Cu2 +＋2e－ Cu 还原反应 总方程式：CuCl2 Cu + Cl2↑ 电解 e- e- e- e- e- e- 电解池外电路电子的流动方向 1、电解的概念：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。 2、电解池：借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。 3、电极反应： 阳极：与电源正极相连的极 阴极：与电源负极相连的极 Cu2+ + 2e－ Cu 还原反应 2Cl－－2e－ Cl2↑ 氧化反应 总方程式：CuCl2 Cu + Cl2↑ 电解 总结： 4、电子的流向 电子从外电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。 5、离子定向移动的方向 阳离子运动到阴极附近 阴离子运动到阳极附近 6、电极的材料选择有：惰性电极与活性电极 惰性电极： 仅仅导电，不参与电极反应 铂、金、石墨 活性电极： 既可以导电、又可以参与电极反应 拓展视野 2.铜的电解精炼 硫酸铜溶液 粗铜（含Zn、 Fe、Ag、Au 等） 纯铜 阳极： Cu－2e- Cu2+ 阴极： Cu2++ 2e- Cu 杂质比铜活泼的Zn、Fe等： Zn－2e- Zn2+ Fe－2e- Fe2+ 活泼性在铜之后的银、金等不能失去电子它们以单质形式沉积下来，成为阳极泥。 电解质溶液中硫酸铜的浓度基本不变。 三.电解原理 1、原理： 在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化和还原反应的过程。 2、电解池 （1）定义： （2）构成条件： 将电能转化为化学能的装置 ①直流电源②阴阳两极③电解质溶液或熔融电解质 阳极（+）（与电源正极相连）--氧化反应----（失电子） 阴极（-）（与电源负极相连）--还原反应-----（得电子） 3、电极确定： 四.离子的放电顺序： （1）在阴极上，常见阳离子放电顺序： Fe3+ Ag+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、 H+、 Al3+、Mg2+、 Na+ 放电由易到难 （2）在阳极上，常见阴离子放电顺序： 阳极材料（活泼金属） 、 S2—、I—、Br—、Cl—、OH—、 NO3—、SO42—、F— 放电由易到难 （3）阴极材料不参与反应，阳极材料为活泼金属（如Ag、Hg、Cu、Fe、Zn ）时，则为阳极材料本身失去电子而溶解） 排在这两种离子后面的离子在水中不参与反应。 放电顺序 联系 特点 过 程 条件 电　解 电　离 电解质溶于水或受热融化状态 电解质电离后，再通直流电 电解质电离成为自由移动的离子。如：CuCl2 Cu2++2Cl- 通电 阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。如： CuCl2 Cu+Cl2↑ 只产生自由移动的离子 发生氧化还原反应生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上 复习 电离与电解的比较 *