1、选修四 化学反应原理,专题一 化学反应与能量变化,第二单元 化学能与电能的转化,电解池的工作原理与应用,教学目标,1.了解使电能转化为化学能的条件和方法。2.熟悉电解池的构成条件和阴、阳离子的放电顺序。3.掌握常见的电解池的电极反应式的书写。,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（Cl2),阴极：有金属钠析出,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,交流与讨论1：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况阳离子：阴离子：,通电后：（必须直流电）,Na+,Cl-,交流与讨论1：,做无规则运动,钠离子和氯离子做定向移动，,钠离子移向阴极附
2、近， 氯离子移向阳极附近.,交流与讨论2：,电解池中离子和电子的移动方向,Cl-,Na+,Cl-,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- - 2e- =Cl2 氧化反应阴极：2Na+ +2e- =2Na 还原反应 总式：,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: 把电能转化为化学能的装置.,(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)构成闭合回路,电解:,构成条件:,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行， 也可以在电解质溶
3、液中进行。,活动与探究,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,活动与探究,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： (与电极材料无关)阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）,阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl- OH-,Cu2+、H+,Cl-、OH-,（2）判断离子的放电顺序：,（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- - 2e- =Cl2 氧化反应阴极：Cu2+2e- = Cu
4、还原反应 总式：,（4）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低,离子放电顺序：,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。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：,S 2-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) 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:,练习：分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。 （）
5、硝酸银溶液 （）氯化钠溶液 （）稀硫酸 （）氢氧化钠溶液,第二课时,问题解决,分析下图，哪些是原电池 哪些是电解池,1、3、5,6、7,【原电池与电解池的比较】,整理与归纳：,负极 ：氧化反应,正极 ：还原反应,阳极 ：氧化反应,阴极 ：还原反应,电极反应,形成条件,举例说明,能量转换,电子流向,化学能转化为电能,电能转化为化学能,铜锌原电池； 氢氧燃料电池,氯碱工业； 电镀,阳极流出；阴极流入,装置举例,两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应,电源;两个电极;电解质,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,
6、离子交换膜,阳极室,阴极室,a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量,电解原理的重要应用,电解饱和食盐水,1、定义：,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。,2、装置,阳极：,Age- = Ag +,阴极：,Ag + e- = Ag,3、电镀材料的选择： 阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液,4、电镀的结果，电镀液的浓度保持不变,电解原理的重要应用,电镀银,电镀液,Ag,阳极,阴极,+,-,纯铜,粗铜,电解液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2e-
7、= 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,精炼铜,阳极,阴极,电解质Al2O3 Na3AlF3,碳块,阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al,阳极： 6O2- - 12e- = 3O2,铝的冶炼,铝,【原电池与电解池的结合】,小结,电解池 将电能转化为化学能的装置 阳极：与外接电源的正极相联 阴极：与外接电源的负极相联 惰性电极 阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH） 阴极：阳离子放（Ag+、 Fe3+、 Cu2+、Fe2+、 Zn2+） 非惰性电极 阳极自身放电,阴极：4H+4e- =2H2
8、,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,总反应式：,（2）盐酸,阴极：2H+ + 2e- = H2 ,阳极：2Cl- - 2e- = Cl2,总反应式：,(1)稀硫酸,（3）AgNO3溶液,4Ag+ + 4e- = 4Ag,4OH - 4e- = 2H2O + O2 ,阴极： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu,阳极： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 ,（4）CuSO4溶液,2Cl- - 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e- = H2,（5）氯化钾溶液,阴极：4H+4e- =2H2 ,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,总反应式：,（6）Na2SO4溶液,(7)NaOH溶液,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,阴极：4H+4e- =2H2 ,总反应式：,
