《电能转化为化学能——电解》 鲁科版选修4

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1、第2节电能转化为化学能----电解一、电解原理联想*质疑金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法一、电解原理（以电解氯化钠为例）实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl

2、2)阴极：有金属钠析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl实验分析：通电前：分析熔融电解质中的离子情况阳离子：Na+阴离子：Cl-做无规则运动通电后：（必须直流电）（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：2Na++2e-→2Na还原反应总式：2NaCl2Na+Cl2↑通电电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池:借助氧化还原反应，把电能转化

3、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电解过程不仅可以在熔融电解质中进行

4、，也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例实验：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）（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（3）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

5、-氧化反应阴极：Cu2++2e-→Cu还原反应总式：（2）判断离子的放电顺序：阳离子：Cu2+>H+阴离子：Cl->OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2↑电解阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。②用惰性电极(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-(等含氧酸根离子）>F-Ag

6、+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）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:阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu↓减小减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2↑电解阳极阴极氧气氢气实例电极反应

7、浓度PH值复原Na2SO4实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4阳极:4OH-→4e-＋2H2O+O2↑阴极:4H++4e-→2H2↑变大不变加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑电解阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl-→2e-＋Cl2↑阴极:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大加HClNaCl溶液实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-→4e-＋2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-→Cu减小减

8、小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解电解规律（惰性电极）小结阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+电解质溶液用