【联想?质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式:
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ?mol—1如果要真个反应反方向进行,则需要外界提供能量,那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能?
【学生】电能转化为化学能
【教师】对,电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理
【板
书
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】一、电解的原理
【阅读交流】
1)、通电前,熔融氯化钠中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?
2)、通电后,外电路上的电流方向怎样?
3)、接通电源后,熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动?
4)、移到两极
表
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面的Na+、Cl-将发生什么变化?
电解熔融NaCl
【讲解】在熔融NaCl中,存在自由移动的Na+和Cl-,做杂乱无章的运动。通电后,电子由电源的负极流出,聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引,Na+要移向铁电极,做定向移动。Na+在铁电极上得到电子,Na+ + e- = Na,发生还原反应。
电子要流向正极,那么石墨电极上哪来的电子?
【学生】思考,回答
【讲解】对,Cl-要移到石墨电极上,失去电子,2Cl- — 2e- = Cl2↑,发生氧化反应。为了维持电流,Cl-要不断地失去电子,不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和 Cl2,电能就转化为化学能储存在Na和 Cl2里面了。这个过程就称之为电解。
下面我们看看有关电解的几个概念。
【板书】(一)概念
1、电解:
【讲解】能够发生电解的装置叫电解池
【板书】2、电解池:
【提问】大家结合电解熔融NaCl的例子,说说构成电解池的条件有哪些?
【学生】回答
【板书】3、构成电解池的条件:
(1)外加直流电源
(2)两个固体电极
【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极,我们来看看阴阳极是怎么定义的?
【学生】阅读回答。
【讲解】结合电解熔融NaCl的例子讲解。
【板书】阴极:发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极,
得到电子的电极,
阳离子移到的电极。
阳极:发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极,
失去电子的电极,
阴离子移到的电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质
(4)构成闭合的电路
【练习】1.分析下图,属于电解池的有( ③⑥ )
2.下列说法正确的是( ①④ )
①电解是把电能转变成化学能; ②电解是化学能转变成电能;
③电解质溶液导电是化学变化;
④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生;
【过渡】如果随便给你一个电解池,你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢?下面我们就来讲讲这个问题。
【板书】(二)电极产物的判断和电极方程式的书写
【讲解】要讲这个问题,首先我们得明白什么是电极反应,大家阅读课本了解一下。
【板书】1、电极反应:
【举例】2、电解熔融NaCl
电荷要守恒
【板书】阴极:2Na+ +2 e- = 2Na
阳极:2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式:2Na+ + 2Cl-
2Na + Cl2↑(离子方程式)
2NaCl
2Na + Cl2↑(化学方程式)
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
电解CuCl2溶液
【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤:
【板书】(1)明确电解液中存在的离子
【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子?
【学生】回答
【过渡】对于阳离子,到底是Cu2+先得到电子,还是H+先得到电子呢?这就涉及到离子的放电顺序的问题了,大家阅读课本,了解以下离子的放电顺序。
【学生】阅读课本。
【板书】(2)是哪些离子得失电子
放电顺序:
阴极:阳离子得电子顺序:
Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(水)Al3+>Mg2+>Na +>Ca2+> K+
阳极:阴离子失电子顺序:活性电极﹥阴离子。即:
Cu>Hg >Ag>S2->I->Br->Cl->OH->( NO3-、SO42-含氧酸根)>F-
【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。
【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。
2.用惰性电解Fe2(SO4)3 和Cu(NO3)2的混合溶液,写出电解的电极方程式。
【作业】用石墨做电极,电解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式。
为下节课讲电解的几种类型作铺垫!