第2节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
[课标要求]
1.了解电解池的构成。
2.了解电解池的电极名称,会写电极反应方程式。
3.掌握电解池工作时,溶液中阴阳离子的放电顺序。
1.电解池组成“三条件”
(1)外接电源以及与电源相连的两个电极;
(2)电解质溶液;
(3)闭合回路。
2.电解池阴、阳极“四特点”
阳极—外接直流电源正极—流出电子—发生氧化反应—阴离子移向;
阴极—外接直流电源负极—流入电子—发生还原反应—阳离子移向。
3.离子放电“两顺序”(惰性电极)
阳极:S2->I->Br->Cl->OH-;
阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Zn2+>H+水>Al3+。
电解原理
1.电解熔融NaCl
(1)实验现象:通电后,在石墨片周围有气泡产生,在铁片上生成银白色金属。
(2)实验分析:①熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl-。
②通电后离子的运动方向:阳离子Na+(填离子符号)移向铁电极,阴离子Cl-(填离子符号)移向石墨电极。
③电极上发生的变化:铁电极:2Na++2e-===2Na,
石墨电极:2Cl--2e-===Cl2↑。
(3)实验结论:熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化,分解生成了钠和氯气。
2.电解
让直流电通过电解质溶液或熔融电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
3.电解池
(1)概念:将电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件
①直流电源以及与电源相连的两电极;
②电解质溶液或熔融状态的电解质;
③形成闭合回路。
(3)电极及电极反应
①阳极:发生氧化反应的电极;
阴极:发生还原反应的电极。
②电极反应:在电极上进行的半反应,它可以表示电极上物质的变化情况和电子的转移情况。
4.电解池工作原理
(1)电极反应类型
阳极→氧化反应;阴极→还原反应。
(2)电子流向:电源负极→阴极;阳极→电源正极。
(3)电流方向:电源正极→阳极;阴极→电源负极。
(4)离子流向:阳离子→阴极;阴离子→阳极。
用石墨作电极电解CuCl2溶液。
(1)通电前溶液中存在哪些离子?这些离子怎样运动?
提示:由CuCl2电离出的Cu2+、Cl-、H2O电离出的少量H+、OH-,这些离子作自由移动。
(2)通电后离子怎样移动?
提示:Cu2+、H+向阴极移动,Cl-、OH-向阳极移动。
(3)在两极各是什么离子发生反应?产物分别是什么?
提示:Cu2+、H+应在阴极发生还原反应,由于氧化性Cu2+>H+,则Cu2+首先被还原生成铜:Cu2++2e-===Cu;Cl-、OH-应在阳极发生氧化反应,由于还原性Cl->OH-,Cl-首先被氧化生成氯气:2Cl--2e-===Cl2↑,即阴极产物是铜,阳极产物是氯气。