1.3电能转化为化学能——电解课件2023-2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

　电能转化为化学能——电解 1.工业电解熔融氯化钠模拟实验 (1)电解熔融氯化钠的装置示意图 1 . 电解原理 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 电极名称 铁电极 石墨电极 现象 铁片上产生银白色金属 石墨电极周围有黄绿色气体产生 离子移动方向 阳离子(Na+)移向铁电极 阴离子(Cl-)移向石墨电极 电极反应 2Na++2e-  2Na 2Cl--2e-  Cl2↑ 反应类型 还原反应 氧化反应 实验结论 2NaCl  2Na+Cl2↑ (2)实验过程与分析 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 2.电解与电解池 (1)电解:将直流电通过熔融电解质或电解质溶液,在两个电极上分别发生氧化反应和还原 反应的过程。 (2)电解池 ①定义:将电能转化为化学能的装置。 ②构成条件: a.直流电源以及与电源相连的两电极; b.电解质溶液或熔融电解质; c.形成闭合回路。 ③电极名称与电极反应 阴极:发生还原反应的电极,与电源的负极相连; 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 阳极:发生氧化反应的电极,与电源的正极相连。 3.电解池的工作原理 (1)工作原理 接通直流电源后,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,再从电解池的阳极流出,并 沿导线流回电源的正极,如图所示。 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 (2)三个流向 ①电子流向:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②电流方向:电源正极→阳极→阴极→电源 负极;③离子流向:阳离子→阴极,阴离子→阳极。 注意　金属导电是物理变化,而电解质溶液导电是化学变化。 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)实验装置   (2)实验过程探究 ①通电前:溶液中存在钠离子、氯离子、氢离子、氢氧根离子等。 ②实验现象:接通电源后,连接电源正极的电极(阳极)表面有气泡冒出,产生的黄绿色气体能 2 . 电解原理的应用 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 使湿润的KI淀粉试纸变蓝;连接电源负极的电极(阴极)表面有气泡冒出,点燃产生的无色气 体,可听到轻微爆鸣声;酚酞试液变红。 ③实验分析:通电时,Na+、H+向阴极移动,OH-、Cl-向阳极移动。电极反应分别为: 阳极:2Cl--2e-  Cl2↑(氧化反应); 阴极:2H++2e-  H2↑(还原反应); 总反应方程式:2NaCl+2H2O  2NaOH+H2↑+Cl2↑。 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 2.铜的电解精炼 (1)装置 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 电极 电极反应式 电极反应产物分析 阳极 Cu-2e-  Cu2+、Zn-2e-  Zn2+、 Fe-2e-  Fe2+、Ni-2e-  Ni2+ 粗铜中除了铜外还含有少量较活泼的Zn、Fe、Ni以及不如铜活泼的Au、Ag等。金属活动性顺序中在铜之前的金属先放电,以离子形式进入电解质溶液;比Cu活动性差的Ag、Au等以金属单质的形式沉积在阳极区,形成阳极泥 阴极 Cu2++2e-  Cu 电解过程中,Cu2+比H+、Zn2+、Ni2+、Fe2+优先在阴极上放电而析出Cu,Zn2+、Ni2+、Fe2+等则留在电解质溶液中 (2)电极反应及产物分析 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 易错警示　阳极溶解的金属为Fe、Zn、Ni、Cu,而在阴极上只有铜析出,根据得失电子守 恒,溶解的Cu的量小于析出的Cu的量,故电解前后,电解质溶液中CuSO4的浓度略减小。 3.电镀 (1)定义:应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 (2)主要目的:提高金属的抗腐蚀能力、耐磨性能或改善金属制品的外观。 (3)电解原理(以铁上镀铜为例) 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 装置示意图   构成条件 阳极 镀层金属 阴极 待镀金属 电解液 含镀层金属阳离子 电极 反应 阳极 Cu-2e-  Cu2+ 阴极 Cu2++2e-  Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 知识归纳    电镀的特点:“一多、一少、一不变” (1)一多:是指阴极上有镀层金属沉积; (2)一少:是指阳极上有镀层金属溶解; (3)一不变:是指电镀后,电解质溶液中的离子浓度保持不变。 第1讲　描述运动的基本概念 第1章 化学反应与能量转化 金属 电极反应 总反应 钠 阳极:2Cl--2e-  Cl2↑ 阴极:2Na++2e-  2Na 2Na