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j电能转化为化学能2011(第3、4课时)



第二节 电能转化为化学能—电解

课前检测
1.电解的定义:让
电极上分别发生 2.能量转化形式为: 和 转化为

通过
的过程. .

,在两个

3.电解阳极:与电源
电子,发生 4.电解阴极:与电源 电子,发生

相连接的电极,电极上


反应. 相连接的电极,电极上 反应.

离子
离子

3、离子的放电顺序
阳离子 : 与金属活动顺序相反。即 K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+ Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+. 得e能力依次增强 阴离子 : 活性电极﹥阴离子。即: Cu 、 Hg 、 Ag ﹥S2-、I - 、 Br -、 Cl -、 OH - ﹥ ( NO3 -、SO4 2- 含氧酸根) 失e 能力依次减弱

分析电解反应的一般方法:
明确溶液中存在哪些离子、电极材料 阴阳两极附近有哪些离子 根据放电顺序分析,得出产物

4、惰性电极电解电解质溶液的规律
(1) 电解水型: 电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐 溶液时,实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3 NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为:

阳极 : 4OH- - 4e = 2H2O +O2↑ 阴极: 4H+ + 4e- =2H2 ↑


总反应:2H2O = O2↑ + 2H2↑ 思考:若要使电解质溶液恢复到原先浓度, 需要加入什么?

电解

(2) 电解电解质本身
电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液时,实质上是电解质本身被电解。 如电解盐酸、CuCl2溶液等时 电解盐酸 阳极: 2Cl - -2e = Cl2↑ 阴极: 2H+ + 2e- = H2 ↑ 电解 总反应:2HCl = Cl2↑ + H2↑


电解后溶液中溶质的质量分数减小,若要 恢复原来的组成和浓度,需加入一定量的溶质 (通入一定量的HCl气体)

(3) 放氧生酸型

电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质和水都 有一部分被电解,如电解CuSO4溶液、AgNO3溶等。 电解CuSO4溶液 阳极 : 4OH- -4e = 2H2O + O2↑


阴极: 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 电解 总反应:2CuSO4 + 2H2O = 2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢 复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。

(4) 放氢生碱型
电解活泼金属的无氧酸盐溶液时,电解质和水 都有一部分被电解,如电解NaCl溶液等。 阳极 (C): 2Cl - -2e-= Cl2↑ 阴极 (C): 2H+ +2e- = H2 ↑ 电解 总反应:2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2↑ + H2↑

电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要 恢复原来的组成和浓度,需通入一定量的HCl。

以石墨作电极分别电解下列溶液,写出电 极反应式和总反应方程式 1、 Na2S溶液 3、 MgCl2溶液 2、AgNO3溶液 4、 NaHSO4溶液

6. NaOH 溶液 5. NaCl 溶液 1.写出电极反应式和总反应方程式 3, 5, 6 2.以上溶液,电解后碱性增强的有 1, ,

电解后酸性增强的有 2,4 。

1、以石墨作电极分别电解下列溶液,在阳 极不能得到氧气的是( C)

A. Na2SO4

B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH

2、以石墨作电极分别电解下列溶液,电解 质和水的量都发生变化的是(BC ) A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH 3、以石墨作电极电解水时,溶液pH值变大的 CD) 是(

A. Na2SO4

B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH

2、以石墨作电极分别电解下列溶液,在阴 极不能得到氢气的是( B ) A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH

二、电解原理的重要应用 1、电解饱和食盐水 阳极放出有刺激性气味的气体 阴极放出无色无味的气体 电极反应方程式 阴极: 2H+ + 2e- = H2↑ 阳极:2Cl- -2e-= Cl2↑ 通电 总方程式:2NaCl +2H2O === 2NaOH + Cl2 + H2
Cl- H+ OH- Na+

注意:阴极区pH值升高,酚酞变红(阴极与负极 相连)

1.两极极板上都有气体产生,如何检验两种气体?

阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产 生气体可以使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝色。
阴极:收集纯净气体,点燃,并在上方罩一个干冷 的烧杯,产生淡蓝色火焰,且烧杯壁上有水珠出现。

2.在氯碱工业中需要注意哪些问题? (1)避免Cl2与NaOH溶液接触发生反应,使产 品不纯,反应方程式:Cl2 +2NaOH =NaCl + NaClO

+ H2O;
(2)避免生成物H2和Cl2混合,因两者混合遇

火或遇强光容易发生光爆炸。 解决方法:使用离子交换膜

阅读· 探究 阅读课本P15 2.铜的电解精炼 思考:

1、为什么要进行铜的电解精炼? 2、 进行铜的电解精炼的阴阳极采用什么材料? 电解质溶液是什么?

3、铜的电解精炼可以得到哪些产物?

2、铜的电解精炼

- +
粗铜
电解液
(CuSO4溶液)

纯铜

阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 阳极: Cu -2e- = Cu2+ (氧化反应)
阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子,且比Cu优先失电子
银、金、铂等不活泼金属形成 阳极泥

特征

纯铜作阴极,粗铜作阳极

电解质中的阳离子与阳极材料主要金属元素相同

阅读· 探究 阅读课本P16 3.电镀 思考:
1.电镀的定义?电镀的目的? 2.以铁钉上镀铜为例分析:电镀的阴阳极和电镀液 如何选择?

3、电镀

-

+
铜片
电镀液
(CuSO4溶液) (还原反应)

(1)电镀铜

铁片
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu

阳极: Cu -2e-= Cu2+ (氧化反应)

特征

被镀金属作阴极,镀层金属作阳极 阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同 电镀液CuSO4的浓度基本不变

练习1:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入 两个电极,通电电解(不考虑水分蒸发),则: ⑴若两极均为铜片,试说明电解过程中溶液溶 质浓度将怎样变化? 不变 ⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式 是 Zn -2e-→Zn2+ 。 ⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电 当电路中有0.01mol电子通过时,阴极增重 0.32 g, 阴极上的电极反应式是

Cu2+ +2e-→Cu



练习2:下列叙述不正确的是 A A.电解饱和食盐水时,用铁作阳极,Cl-发 生氧化反应 B.电解法精炼铜时,纯铜作阴极,Cu2+发 生还原反应 C.电镀铜时,金属铜作阳极,电镀液可用 硫酸铜溶液 D.铜锌原电池中,锌作负极,电子从锌极 流向铜极

练习3:某同学按右图所示的装置进行电解实验。 下列说法正确的是(双选) BC A、电解过程中,铜电极上有H2产生 B、电解初期,主反应方程式为: Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑ C、电解一定时间后,石墨电极上有铜析出 D、整个电解过程中,H+的浓度不断增大



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