电能转化为化学能
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电能转化为化学能
负极:还原性较强的金属。（氧化反应） 正极：还原性较弱的金属或非金属导体。（还原反应） 阴极：与电源负极相连。（还原反应） 阳极：与电源正极相 连。（氧化反应） 负极流出，正极流入 电源负极→ 与负极相连的碳棒→ 与正极相连的碳棒→ 电源正极
原电池
电解池
电极反应
电子流向
负极流入，正极流出 电源正极→ 与正极相连的碳棒→ 与负极相连的碳棒→ 电源负极 化学能→ 电能 电能→ 化学能
ห้องสมุดไป่ตู้
5、电解、电离的区别
电解
电离
条件
实质
实例
关系
受直流电作用
阴、阳离子定向移 动，在两极发生 氧化还原反应
CuCl2==Cu+Cl2↑
受热或水分子作用
阴、阳离子自由移动，无明显的化学变化
CuCl2= Cu2+ + 2Cl-
先电离后电解
通电
有两个电极（活泼性相同或不同）插入电解质溶液。
两极连接外接电源 注意：两电极不论是什么材料，只要是能够导电即可，分别称为阳极和阴极，其阳极和阴极由所连接电源的正负极来决定，与其相对金属的活泼性无关。
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极: 2H+ + 2e- = H2↑ 2H2O = 2H+ + 2OH-
总反应式：2Cl- + 2H2O == Cl2↑+ H2↑+ 2OH-
即：2NaCl + 2H2O == Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH
电解
电解
4、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解。如CuSO4、AgNO3溶液等，还必须将H2O = H+ + OH- 加入。因为OH-来自于水的电离。
电能转化为化学能
常见阳离子放电顺ห้องสมุดไป่ตู้：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
阳极：_失__电子，发生_氧__化_反应，离子 还_原__性__越强，反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见 阴离子放电顺序：
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F
在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化 学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化 为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法 来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用电解反 应来制取新物质的例子吗？
实 例 被电解物质 电 解 产 物 化 学 方 程 式
电解水
水
电解食盐水 H2O、NaCl
H2、O2
• 阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为:
Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ （酸）> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+ （水） > Al3+ > Mg2+ >……
离子放电规律
阴极： _得__电子，发生_还__原_反应，离子 氧__化__性_越强，反应越容易。
分析
1、通电前 电解质发生电离，阴阳离子自由运动
CuCl2 = Cu2+ +2Cl－ H2O 2、通电后
H+ + OH－
带负电荷的阴离子定向移动到阳极附近 因失电子能力：Cl－ ＞OH－ Cl－在阳极失去电子：2Cl－－2e－=Cl2 ↑氧化反应 带正电荷的阳离子定向移动到阴极附近
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
阳极：_失__电子，发生_氧__化_反应，离子 还_原__性__越强，反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见 阴离子放电顺序：
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F
在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化 学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化 为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法 来完成。我们已学过的化学课程里涉及利用电解反 应来制取新物质的例子吗？
实 例 被电解物质 电 解 产 物 化 学 方 程 式
电解水
水
电解食盐水 H2O、NaCl
H2、O2
• 阴极: 溶液中阳离子得电子,得电子能力为:
Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ （酸）> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+ （水） > Al3+ > Mg2+ >……
离子放电规律
阴极： _得__电子，发生_还__原_反应，离子 氧__化__性_越强，反应越容易。
分析
1、通电前 电解质发生电离，阴阳离子自由运动
CuCl2 = Cu2+ +2Cl－ H2O 2、通电后
H+ + OH－
带负电荷的阴离子定向移动到阳极附近 因失电子能力：Cl－ ＞OH－ Cl－在阳极失去电子：2Cl－－2e－=Cl2 ↑氧化反应 带正电荷的阳离子定向移动到阴极附近
电能转化为化学能
电解
电解
【实验】用石墨做电极，电解氯化铜溶液，观 察阴极表面的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸 检验阳极产物。
C＋
什么气体使湿润 2KI+ Cl2=2KCl+ I2 的KІ淀粉试纸变 蓝色？ I 遇淀粉变蓝色
2
－ C
阴极
阳极
。 。 。 。 。 。 。
CuCl2溶液
有刺激性气味的黄绿色气体放出，湿 阳极--- 润的淀粉碘化钾试纸变蓝 现象： 阴极--- 覆盖一层红色的固体物质— Cu
电解食 盐水 电解熔融 氯化钠 电解熔融 氧化铝
被电解 电解产物 物质
水 H2、O2
化 学 方 程 式
2H2O=2H2 ￪ +O2 ￪
电解
电解
H2O、 NaOH 、 2NaCl +2H2O= 2NaOH NaCl H2 、 Cl2 +H2 ￪ + Cl2 ￪ NaCl Al2O3 Na、 Cl2 Al 、 O2 2NaCl = 2Na+ Cl2 ￪ 2Al2O3=4Al +3 O2 ￪
例题1：
下列装置中属于原电池的是 （ B ） 属于电解池的是 （ CD ）
稀硫酸 A
稀硫酸 B
稀硫酸 C
硫酸铜溶液 D
思考：
为何当一个电极存在多种可能的放电离子 时，不是所有离子共同放电，而是只有一种 离子放电？放电能力与什么因素有关？ 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程 叫放电。放电能力取决于离子的本性，也 与离子浓度和电极材料有关。
化学能转变成电能的 定义 装置。自发的氧化还 原反应 ①活动性不同两电极 形成 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路 电极 负极和正极 名称 电极 负极：氧化反应 反应 正极：还原反应
电解
【实验】用石墨做电极，电解氯化铜溶液，观 察阴极表面的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸 检验阳极产物。
C＋
什么气体使湿润 2KI+ Cl2=2KCl+ I2 的KІ淀粉试纸变 蓝色？ I 遇淀粉变蓝色
2
－ C
阴极
阳极
。 。 。 。 。 。 。
CuCl2溶液
有刺激性气味的黄绿色气体放出，湿 阳极--- 润的淀粉碘化钾试纸变蓝 现象： 阴极--- 覆盖一层红色的固体物质— Cu
电解食 盐水 电解熔融 氯化钠 电解熔融 氧化铝
被电解 电解产物 物质
水 H2、O2
化 学 方 程 式
2H2O=2H2 ￪ +O2 ￪
电解
电解
H2O、 NaOH 、 2NaCl +2H2O= 2NaOH NaCl H2 、 Cl2 +H2 ￪ + Cl2 ￪ NaCl Al2O3 Na、 Cl2 Al 、 O2 2NaCl = 2Na+ Cl2 ￪ 2Al2O3=4Al +3 O2 ￪
例题1：
下列装置中属于原电池的是 （ B ） 属于电解池的是 （ CD ）
稀硫酸 A
稀硫酸 B
稀硫酸 C
硫酸铜溶液 D
思考：
为何当一个电极存在多种可能的放电离子 时，不是所有离子共同放电，而是只有一种 离子放电？放电能力与什么因素有关？ 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程 叫放电。放电能力取决于离子的本性，也 与离子浓度和电极材料有关。
化学能转变成电能的 定义 装置。自发的氧化还 原反应 ①活动性不同两电极 形成 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路 电极 负极和正极 名称 电极 负极：氧化反应 反应 正极：还原反应
电能转化为化学能
阴极
2H++2e- =H2↑
化学方 程式
2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑
被氧化
被还原
离子的放电顺序：
（1）在阴极上，阳离子放电顺序： 放电由易到难
排在这两种离子后 面的离子在水中不 参与反应。
Ag+、Cu2+、H+（酸）、Fe2+、Zn2+、 H+（水）、 Al3+、Mg2+、 Na+
Cu+H2SO4
CuSO4+H2↑
电能转化为化学能
电解反应实例
实例 电解H2O制 H2和O2
电解饱和食 盐水制H2和 Cl2和NaOH
被电解物质 电解产物
化学方程式
通电
H2O
H2、O2
2H2O==2H2↑+ O2↑
2H H2、Cl2、 通电2O+2NaCl NaCl、H2O ==2NaOH+H2 NaOH ↑ +Cl2 ↑ 通电 电解NaCl制 Na 、Cl2 2NaCl==2Na NaCl Cl2和Na +Cl2 ↑ 通电 电解Al2O3 Al2O3 Al、O2 2Al2O3==4Al 制Al +3O2 ↑
电解氯化铜：
现象 电极反应式
阳极
阴极
有气泡产生，能 2Cl--2e- =Cl2↑ 使湿润的淀粉－ KI溶液变蓝 颜色加深，碳棒上 2+ Cu +2e- =Cu 有红色物质生成
CuCl2===Cu+Cl2 ↑
被氧化
通电
化学方程式
被还原
电解原理 1、电解池 （1）定义：将电能转化为化学能的装置 ①直流电源 （2）构成条件：
由电能转化为化学能的例子
由电能转化为化学能的例子
电能转化为化学能的例子有：电解池，如氯碱工业、精炼金属、电镀等。
电动车在充电过程中，也是将电能转变为化学能储存在蓄电池中。
利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流。
电能也可转换成其他所需能量形式，如热能、光能、动能等等。
电能可以靠有线或无线的形式，作远距离的传输。
三、电能单位电能的单位是“度”，它的学名叫作千瓦时，符号kw·h。
在物理学中，更常用的能量单位（也就是主单位，有时也叫国际单位）是焦耳，简称焦，符号是J。
电能指电以各种形式做功的能力（所以有时也叫电功）。
分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。
电能，是指电以各种形式做功(即产生能量)的能力。
电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。
化学能主要作用：各种物质都储存有化学能。
不同的物质不仅组成不同、结构不同，所包含的化学能有不同。
在化学反应中，既有化学物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成。
那么，一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量于生成物的总能量的相对大小。
1。
高中化学：电能转化为化学能
电解质溶液，构成电解池。反应方程式为：
阳极：Cu-2e-====Cu2+
阴极：2H++2e-====H2↑ 总反应： Cu＋H2SO4(通稀电)==== CuSO4＋H2↑
电解池的工作原理
电解池的形成条件
电解原理的应用
1.电镀 2.氯碱工业 3.金属冶炼 4.铜的电解精炼
B
D
1.如图所示的装置能够组成电解池的是 （ C ）
或合金
在铁制品上镀铜：阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO4溶液 阴极：Cu2+＋2e－====Cu
溶液中CuSO4的 浓度保持不变
或变小
阳极：Cu－2e－=====Cu2+
电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液
2.电解精炼铜 阅读课本45页拓展视野
阴极：2H+ +2e- == H2
阳极产物
阴极产物
电解池的工作原理
第 11 页
阴极放电顺序(阳离子得电子能力)
Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+(浓度大)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(浓度小) >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
Al3+~ K+水溶液中不放电，熔融状态放电 阳极放电顺序(阴离子失电子能力) 活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非还原性含氧酸根>F-
通电 2Al2O3 ==== 4Al +3O2 ￪
阳极：Cu-2e-====Cu2+
阴极：2H++2e-====H2↑ 总反应： Cu＋H2SO4(通稀电)==== CuSO4＋H2↑
电解池的工作原理
电解池的形成条件
电解原理的应用
1.电镀 2.氯碱工业 3.金属冶炼 4.铜的电解精炼
B
D
1.如图所示的装置能够组成电解池的是 （ C ）
或合金
在铁制品上镀铜：阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO4溶液 阴极：Cu2+＋2e－====Cu
溶液中CuSO4的 浓度保持不变
或变小
阳极：Cu－2e－=====Cu2+
电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液
2.电解精炼铜 阅读课本45页拓展视野
阴极：2H+ +2e- == H2
阳极产物
阴极产物
电解池的工作原理
第 11 页
阴极放电顺序(阳离子得电子能力)
Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+(浓度大)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(浓度小) >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
Al3+~ K+水溶液中不放电，熔融状态放电 阳极放电顺序(阴离子失电子能力) 活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非还原性含氧酸根>F-
通电 2Al2O3 ==== 4Al +3O2 ￪
电能转化为化学能
表一：电解CuCl2 溶液现象
实验现象
阴极（连 电极上逐渐覆盖了一层红色固体，电极 接电源负 周围CuCl2 溶液绿色变深。 极）
阳极（连 电极上有气泡冒出，并且气体能使湿润 接电源正 的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，电极周围 极） CuCl2 溶液绿色变浅。
电解CuCl2 溶液电反应式
• • • 2、写出电极反应式和电解反应方程式， 并注明电极反应类型。 阴极： Cu2++2e-=Cu 还原反应(Cu2+被还 原) 阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2 氧化反应(Cl-被氧 化) 电解总反应方程式：CuCl2 = Cu + Cl2↑
•电子流Biblioteka 方向表二：离子放电顺序分析
溶液中的离子 Cu2+ 、H+ 、Cl- 、OH有哪些？
向阴极移动的 Cu2+ 、H+ 离子有哪些？ 向阳极移动的 Cl- 、OH离子有哪些？ 优先在电极上 阳离子：Cu2+ 发生反应的离 阴离子：Cl子是谁？
电镀装置
祝你学习进步
再见
电能转化为化学能
厉庄高级中学 谢修波
电解反应实例
实例 电解水 电解食盐 水 电解熔融 氯化钠 电解熔融 氧化铝 被电解 物质 H2O 、 电解 产物 H2 、O2 化学方程式 2 H2O=2 H2↑+O2 ↑
NaCl 、 NaOH 、 2 NaCl + 2 H2O = 2 H2O H2 、Cl2 NaOH + H2↑+ Cl2↑ NaCl Na 、Cl2 2 NaCl=2 Na + Cl2↑ Al2O3 Al 、O2 2Al2O3 =4 Al+3 O2 ↑
《电能转化为化学能—电解》电解原理揭秘
《电能转化为化学能—电解》电解原理揭秘在我们的日常生活和工业生产中，电能与化学能之间的相互转化扮演着至关重要的角色。
其中，电解作为一种将电能转化为化学能的重要手段，具有广泛的应用和深刻的原理。
让我们先来了解一下什么是电解。
简单来说，电解就是在直流电的作用下，使电解质溶液或熔融电解质中的离子发生定向移动，并在电极上发生氧化还原反应的过程。
这个过程中，电能被转化为化学能，从而实现物质的合成、分解或者提纯。
为了更深入地理解电解原理，我们需要先认识电解质。
电解质是在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物。
它们在溶液中或熔融状态下能够解离成自由移动的离子，这些离子在电场的作用下会定向移动。
当我们将两个电极插入电解质溶液中，并接通直流电源时，就形成了一个电解池。
电解池中与电源正极相连的电极称为阳极，与电源负极相连的电极称为阴极。
在阳极上，发生氧化反应，即失去电子的反应；在阴极上，则发生还原反应，即得到电子的反应。
以电解氯化铜溶液为例。
氯化铜在水溶液中会解离成铜离子（Cu²⁺）和氯离子（Cl⁻）。
当接通电源后，在阴极上，铜离子得到电子被还原为铜单质，反应式为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。
而在阳极上，氯离子失去电子被氧化为氯气，反应式为：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑。
在电解过程中，离子的迁移和放电顺序是有一定规律的。
一般来说，在阴极上，金属离子的放电顺序与金属活动性顺序相反。
也就是说，越不活泼的金属离子越容易先得到电子被还原。
而在阳极上，通常是阴离子的放电顺序为：S²⁻＞ I⁻＞ Br⁻＞ Cl⁻＞ OH⁻＞含氧酸根离子。
电解的应用非常广泛。
在工业上，电解可以用于金属的冶炼，如电解熔融的氯化钠制取金属钠，电解氧化铝制取金属铝等。
此外，电解还可以用于电镀，通过在阴极上沉积金属，从而在物体表面形成一层均匀、致密的金属镀层，起到保护和装饰的作用。
在化学研究中，电解也有着重要的意义。
通过电解实验，我们可以研究物质的氧化还原性质，探究化学反应的机理等。
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再依强弱顺序放电
合并电极反应得到总反应方 程式
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
3.阴阳离子的放电顺序
放电：电极上发生得到或失去电子的反应 ⑴阴极 ——阳离子
氧化性强的阳离子先得电子
Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞H+ (酸)＞Pb2+＞Sn2+＞ Fe2+＞Zn2+＞ H+(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞ Ca2+＞K+
电解
Cu + Cl2↑
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
1.电解概念
使电流通过电解质溶液而在阴、阳 两极引起氧化还原反应的过程。
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
2.电解池 ⑴概念 将电能转化为化学能的装置。 ⑵组成 ①直流电源 阳极：与电源正极相连 ②电极
观察思考
通过微观模拟，使学生从本质上认识
整理归纳
知识整理，建立完整的知识体系
问题解决
从概念、原理上巩固本节所学内容
拓展视野
了解电解在日常生产中的一些运用
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
你已经了解的电解实例有哪些？
电解水
电解食盐水
水
H2、O2
2H2O
电解
2H2↑+O2↑
食盐水 NaOH、H2、Cl2
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
2.分析下图，哪个是原电池：①③⑤ 哪个是电解池：⑥
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
3、用石墨为电极，电解CuCl2、NaBr 混合溶液，则产物可能是什么？ 阴极产物：Cu
阳极产物：Br2
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
阴极（与电源负极 阳极（与电源正极
相连） 相连）
现象 结论 电极反 应式
总反应式
碳棒上有红色的固 有气泡产生，使湿润 的淀粉－KI试纸变蓝 体析出
有Cu析出 Cu2++2e-=Cu
（还原反应）
有Cl2放出 2Cl--2e- =Cl2↑
（氧化反应）
CuCl2
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
⑵阳极（惰性电极：石墨、铂、金）
——阴离子
还原性强的阴离子先失电子
S2－>I－>Br－ > …Cl－>OH－… >含氧酸
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
1、判断 ⑴电解、电离均需要通电才能实现（ ×） ⑶电解质溶液导电过程中伴随着化学变化 ( √ ） ⑶原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化 反应 （ ×）
课件名称： 《电能转化为化学能》
制作人员：徐加刚 江苏省溧阳中学
你知道吗?
日常生活中有 的电池只能用 一次，有的只 要充电就能够 反复的使用。 为什么呢？这 个过程中能量 发生了怎样的 转变？
交流讨论
回顾已有电解知识，建立与新知的联系
实验探究
§3-3 电能转化为化学能
通过实验激发兴趣，培养观察、分析能力
工业制钠 熔融NaCl 工业制镁 熔融MgCl2 工业制铝 熔融Al2O3
Na、Cl2 Mg、Cl2 Al、O2
2NaCl
电解 电解 电解
2Na +Cl2↑
MgCl2
Mg + Cl2↑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2Al2O3
4Al +3O2↑
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
阴极
与电源 负极相连
阳极
与电源 正极相连
铜的电解精炼
阳极： Zn-2e-=Zn2+
Cu-2e-=Cu2+
阴极： Cu2++2e-=Cu
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
氯碱工业—电解饱和食盐水
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
阴极：与电源负极相连
③电解质溶液 ④导线
交流讨论
实验探究
观察思考
整理归纳
问题解决
拓展视野
分析电解反应的一般思路
先明确溶液中存在的离子 后确定出离子移动方向 阳离子：Cu2＋、 H＋ 阴离子：Cl－、 OH－ 通电后： Cu2＋、H＋ 阴极 Cl－ 、OH－ 阳极 通电后： 阴极Cu2＋+2 e- = Cu 阳极 Cl － -2 e- =Cl2↑ 通电 2++2Cl－===Cu+Cl ↑ Cu 2