電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能課件(馬傳禮)

1、魯科版魯科版第第2節(jié)節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 已知：已知：1molNa在氯氣中燃燒放出在氯氣中燃燒放出411kJ的熱量，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。的熱量，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。聯(lián)想聯(lián)想*質(zhì)質(zhì)疑疑 金屬鈉是在金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)年通過電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。年才獲得成功。1921年電解氯化鈉年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。

2、目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法一、電解原理一、電解原理（以電解氯化鈉為例）（以電解氯化鈉為例）實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：陽極： 陰極：陰極：陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽離子陽離子：Na+ 陰離子陰離子：Cl- 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通

3、電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） 與電極材料無關(guān)與電極材料無關(guān) （2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl- 2e-=Cl2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陰極陰極：2Na+ +2e-=2Na 還原反應(yīng)還原反應(yīng)總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電電解電解: : 使使電流電流通過通過電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液而在而在陰陽陰陽兩極兩極引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過

4、程。的過程。電解池電解池: : 借助借助氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，把，把電能電能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置. .電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，流電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年枠O流回電源正極。到電解池的陰極，再?gòu)年枠O流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: : 陽離子陽離子向向 陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向 陽極陽極移動(dòng)移動(dòng). .惰性電極與活性電極：惰性電極與活性電極： 惰性電極惰性電極( (鉑、金、石墨鉑、金、石墨) )：

5、僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng) 活性電極（除鉑、金外的金屬）：活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)以參與電極反應(yīng)電解飽和食鹽水反應(yīng)原理電解飽和食鹽水反應(yīng)原理思考思考:（1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)有什么現(xiàn)象有什么現(xiàn)象?（2）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成?（3）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。的原因。 在在U型管里裝入飽和食型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽鹽水，用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極。極

6、，一根鐵棒作陰極。接通直流電源接通直流電源實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置1.電解食鹽水電解食鹽水現(xiàn)象：現(xiàn)象：陽極：有氣泡產(chǎn)生，陽極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的淀粉使?jié)駶?rùn)的淀粉KI溶液變藍(lán)溶液變藍(lán)陰極：有氣泡產(chǎn)生，陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅陽極：陽極：2Cl-2e- =Cl2陰極：陰極：2H+2e- =H2總式：總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(條件條件:通電通電)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳

7、鋼網(wǎng)陽陽極極室室陰陰極極室室（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陰極：碳鋼 陽極：鈦陽極：鈦陽離子交換膜：只允許陽離子通過陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl、OH離子和氣體不能通過離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰，把電解槽隔成陰極室和陽極室。極室和陽極室。 （2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè)氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿電解過程不僅可以在熔融

8、電解質(zhì)中進(jìn)行，也電解過程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行?？梢栽陔娊赓|(zhì)溶液中進(jìn)行。以電解氯化銅為例以電解氯化銅為例實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽離子陽離子：H+、Cu2+ 陰離子陰離子：OH-、

9、Cl- 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） 與電極材料無關(guān)與電極材料無關(guān) （3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陰極陰極：Cu2+2e- Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)總式：總式：（2）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序： 陽離子陽離子：Cu2+H+ 陰離子陰離子：Cl-OH-（4）分析電解質(zhì)溶

10、液的變化情況：）分析電解質(zhì)溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 電解離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽極失電子被氧化金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。成陽離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶液中溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：陰離子的放電順序（由難到易）是： 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。 陽離子在陰極上放電順序是：陽離子在陰極上放電順序是：陽極：陽極：陰極陰極: :電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽極：陽極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)