1.3.1 電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能-電解 第1課時 名師課件

第一章第三節(jié)

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解（1）

高二年級化學(xué)一、電解原理初探ΔH

＝＋285.8kJ·mol-1

生成物H2(g)＋1/2O2(g)【資料】水常溫下很難分解。即使在2500K高溫下，分解率也不足25%。一、電解原理初探資料電解水實驗原理示意圖一、電解原理初探【實驗?zāi)康摹刻骄坑枚栊裕ㄊ╇姌O電解水的反應(yīng)【實驗方案】陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連H2O2直流電源實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論陰極上生成氣體體積為20mL陽極上生成氣體體積為10mL陽極上生成的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃陽極產(chǎn)生了氧氣陰極上生成的氣體能點燃陰極產(chǎn)生了氫氣一、電解原理初探陰陽兩極氣體體積比為2:1一、電解原理初探純水中有哪些微粒？這些微粒是怎樣產(chǎn)生的？OH圖例H2OH＋＋OH－一、電解原理初探純水中的微粒如何運動？OH圖例H2OH＋＋OH－－＋一、電解原理初探接通電源后，微粒是怎樣運動的？OH圖例H2OH＋＋OH－－＋一、電解原理初探接通電源后，微粒如何發(fā)生變化？OH圖例H2OH＋＋OH－e－e－一、電解原理初探怎樣用化學(xué)用語描述該過程？OH圖例－＋H2OH＋＋OH－e－e－一、電解原理初探陰極（還原反應(yīng)）：陽極（氧化反應(yīng)）：2H＋＋2e－＝H2↑2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋H2OH＋＋OH－一、電解原理初探陰極（還原反應(yīng)）：陽極（氧化反應(yīng)）：4H＋＋4e－＝2H2↑4H2O＋4e－

＝2H2↑＋4OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋電解2H2O2H2↑＋O2↑總反應(yīng)：CuCl2溶液中的微粒如何放電？

一、電解原理初探石墨電極石墨電極CuCl2溶液一、電解原理初探資料倍速【實驗?zāi)康摹俊緦嶒炘怼刻骄侩娊釩uCl2溶液的原理石墨電極石墨電極一、電解原理初探CuCl2溶液實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論陽極有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍陽極產(chǎn)生了氯氣陰極逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)，溶液顏色變淺陰極析出金屬銅一、電解原理初探一、電解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中存在哪些微粒？這些微粒是怎樣產(chǎn)生的？H2OH2O一、電解原理初探確定微粒種類CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－H2OH＋＋OH－Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H2OH2O一、電解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中的微粒如何運動？一、電解原理初探接通電源后，微粒是怎樣運動的？Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－一、電解原理初探確定微粒移動方向Cl－OH－陽極Cu2＋H＋陰極Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋一、電解原理初探接通電源后，微粒如何發(fā)生變化？Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋e－e－e－e－一、電解原理初探確定放電微粒Cl－OH－陽極Cu2＋H＋陰極√√Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2CuCu2＋Cl－Cl－e－e－e－e－一、電解原理初探陰極：Cu2＋>H＋陽極：Cl－>OH－放電順序：放電：離子到達電極，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。一、電解原理初探怎樣用化學(xué)用語描述該過程？Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、電解原理初探寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑電解總反應(yīng)：Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、電解原理初探通過上述分析，你對電解原理有何認(rèn)識?一、電解原理初探電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解池：借助電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解法是最強有力的氧化還原手段，借助電解法可以使非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)進行。一、電解原理初探失電子場所（陽極材料）電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）離子導(dǎo)體（電解質(zhì)）得電子場所（陰極材料）裝置維度石墨電極石墨電極CuCl2溶液石墨電極H2O陽極陽極陰極陰極一、電解原理初探原理維度現(xiàn)象過程電極反應(yīng)物電極產(chǎn)物失電子場所（陽極材料）電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）離子導(dǎo)體（電解質(zhì)）得電子場所（陰極材料）2Cl－失2e－Cl2Cu2＋得2e－Cu裝置維度一、電解原理初探原理維度現(xiàn)象過程電極反應(yīng)物電極產(chǎn)物失電子場所（陽極材料）電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）離子導(dǎo)體（電解質(zhì)）得電子場所（陰極材料）4OH－失4e－ O24H＋得4e－2H2裝置維度一、電解原理初探原理維度現(xiàn)象過程電極反應(yīng)物電極產(chǎn)物失電子場所（陽極材料）電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）離子導(dǎo)體（電解質(zhì)）得電子場所（陰極材料）還原劑失e－氧化產(chǎn)物氧化劑得e－還原產(chǎn)物裝置維度陰離子陽離子－＋e－e－一、電解原理初探結(jié)合上述分析總結(jié)電解池問題的一般思路。一、電解原理初探電解池分析思路確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陰極：陽離子的放電順序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋陽極：陰離子的放電順序：Cl－＞OH－＞SO2－4二、應(yīng)用電解原理任務(wù)1：請分析以石墨為電極,電解CuSO4溶液的產(chǎn)物。二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)溶質(zhì)：CuSO4＝Cu2＋＋SO2－4以石墨為電極電解CuSO4溶液H2OH＋＋OH－溶劑：二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)OH－陽極H＋陰極√以石墨為電極電解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO放電順序：Cu2＋＞H＋OH－＞SO2－4√二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陰極：2Cu2＋＋4e－＝2Cu陽極：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－

＝4H＋＋O2↑總反應(yīng)：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋電解以石墨為電極電解CuSO4溶液二、應(yīng)用電解原理思考1：若以銅代替石墨為陰極，電解CuSO4溶液的產(chǎn)物是否發(fā)生變化？二、應(yīng)用電解原理石墨電極CuCuSO4溶液得電子場所（陰極材料）陰極：2Cu2＋＋4e－＝2Cu陽極：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑總反應(yīng)：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋電解以銅為陰極石墨為陽極電解CuSO4溶液二、應(yīng)用電解原理思考2：若將陽極材料也替換為銅，電解CuSO4溶液的產(chǎn)物有無變化？二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)OH－Cu陽極H＋Cu陰極√√以Cu為電極電解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO陽極放電順序：金屬＞

Cl－＞

OH－＞SO2－4(除Pt、Au外)二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu陽極：Cu－2e－＝Cu2＋以Cu為陽極電解CuSO4溶液二、應(yīng)用電解原理CuCuSO4溶液陰極材料（得電子場所）Cu陽極材料（失電子場所）（陽極反應(yīng)物）原理維度現(xiàn)象過程電極反應(yīng)物電極產(chǎn)物失電子場所（陽極材料）電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）離子導(dǎo)體（電解質(zhì)）得電子場所（陰極材料）還原劑失e－氧化產(chǎn)物氧化劑得e－還原產(chǎn)物裝置維度陰離子陽離子－＋e－e－二、應(yīng)用電解原理CuCl2溶液二、應(yīng)用電解原理任務(wù)2：重新認(rèn)識電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性實驗。電極材料：石墨低壓直流電源電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。二、應(yīng)用電解原理思考：怎樣增強水的導(dǎo)電性且不改變兩極上的電極反應(yīng)？請設(shè)計實驗。二、應(yīng)用電解原理陰極放電順序：Ag＋﹥Cu2＋﹥H＋﹥Na＋陽極放電順序：金屬(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4電解：Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液陽極材料：石墨等惰性電極任務(wù)3：設(shè)計實驗，實現(xiàn)反應(yīng)Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑二、應(yīng)用電解原理二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)氧化還原反應(yīng)Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑氧化反應(yīng)Cu－2e－＝Cu2＋還原反應(yīng)2H＋＋2e－＝H2↑陰極反應(yīng)陽極反應(yīng)二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陽極反應(yīng)Cu－2e－＝Cu2＋陽極材料：Cu陽極：陰離子的放電順序：金屬(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)陰極反應(yīng)2H＋＋2e－＝H2↑陰極：陽離子放電順序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋電解質(zhì)溶液：稀H2SO4溶液陽極材料：Cu陰極材料：石墨(或Cu等)稀H2SO4溶液二、應(yīng)用電解原理Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑電解二、應(yīng)用電解原理任務(wù)4：如圖所示裝置中，兩玻璃管與水槽連通，盛滿滴有酚酞的NaCl飽和溶液，電極材料為多孔石墨電極。斷開K2，接通K1后，石墨電極b附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時間后，斷開K1，接通K2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),請分析原因。分析電解池裝置工作原理二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)NaCl＝Na＋＋Cl－石墨電極電解NaCl溶液H2OH＋＋OH－二、應(yīng)用電解原理確定微粒種類及移動方向根據(jù)放電順序確定放電微粒寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)OH－陽