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文檔簡介
已知:1molNa在氯氣中燃燒放出411kJ的熱量,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。聯(lián)想*質(zhì)疑
金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的,這個原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用,它的產(chǎn)量顯著地增加。目前,世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法,少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H(298K)=-822KJ.mol-1一、電解原理(以電解氯化鈉為例)實驗:用惰性(石墨)和鐵電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象:陽極:有氣泡,有刺激性氣味,并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍(lán)(Cl2)
陰極:有金屬鈉析出陰極Fe陽極石墨氯氣鈉熔融NaCl電解熔融氯化鈉1.接通電源前、后,熔融氯化鈉中的Na+和Cl-各向哪個方向移動?
石墨電極鐵電極熔融氯化鈉Na+Cl-2.移到兩極表面的Na+和Cl-將發(fā)生什么變化?實驗分析:通電前:分析熔融電解質(zhì)中的離子情況
陽離子:Na+
陰離子:Cl-
做無規(guī)則運動通電后:(必須直流電)(1)確定電極名稱:
陽極(接電源正極)
陰極(接電源負(fù)極)與電極材料無關(guān)
2Na++2e-=2Na還原反應(yīng)2Cl--2e-
=Cl2↑氧化反應(yīng)(陽極)(陰極)(-)鐵電極(+)石墨電極熔融氯化鈉NaClCl石墨電極鐵電極2NaCl=2Na+Cl2↑通電Na
Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)的電極叫陽極發(fā)生還原反應(yīng)的電極叫陰極電解: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:
借助氧化還原反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.
構(gòu)成條件:
(1)外加直流電源
(2)與電源相連的兩個電極:
接電源正極的為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)接電源負(fù)極的為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)
+-陰極陽極e-陽離子陰離子得電子還原反應(yīng)失電子氧化反應(yīng)e-電解原理:電子的流向:
電子從外加電源的負(fù)極流出,流到電解池的陰極,再從陽極流回電源正極。(注:電子只在外電路定向移動,不能從溶液中移動)離子定向移動的方向:
陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.惰性電極與活性電極:
惰性電極(鉑、金、石墨):僅僅導(dǎo)電,不參與反應(yīng)活性電極(除鉑、金外的金屬):既可以導(dǎo)電、(做陽極時)則參與電極反應(yīng)電解過程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行,也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。以電解氯化銅溶液為例實驗:用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象:
陽極:有氣泡,有刺激性氣味,并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍(lán)(Cl2)
陰極:碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液實驗分析:通電前:分析電解質(zhì)溶液中的離子情況
陽離子:H+、Cu2+
陰離子:OH-、Cl-
做無規(guī)則運動通電后:(必須直流電)(1)確定電極名稱:
陽極(接電源正極)
陰極(接電源負(fù)極)與電極材料無關(guān)
(3)判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):
陽離子移向陰極放電,陰離子移向陽極放電
陽極:2Cl-→Cl2↑+
2e-氧化反應(yīng)
陰極:Cu2++2e-→Cu還原反應(yīng)
總式:(2)判斷離子的放電順序:
陽離子:Cu2+>H+
陰離子:Cl->OH-(4)分析電解質(zhì)溶液的變化情況:氯化銅溶液濃度降低
CuCl2Cu+Cl2↑電解離子放電順序:陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。
①活性材料作電極時:金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)人溶液,陰離子不容易在電極上放電。
②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時:溶液中陰離子的放電順序(由難到易)是:S
2->SO32->I
->Br
->Cl
->OH
->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注:當(dāng)離子濃度相差較大時,放電順序要發(fā)生變化,相同時按H+,不同時按(H+)
無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是:陽極:陰極:電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實例電極反應(yīng)
濃度PH值復(fù)原CuCl2
陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:Cu2++2e-=2Cu↓減小減小CuCl2CuCl2溶液
CuCl2Cu+Cl2↑電解陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應(yīng)
濃度PH值復(fù)原Na2SO4
實例電極反應(yīng)
濃度PH值復(fù)原Na2SO4
陽極:4OH-→4e-+2H2O+O2
↑陰極:
4H++4e-→2H2↑變大不變
加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑
+O2↑電解陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應(yīng)
濃度PH值復(fù)原NaCl
陽極:2Cl-→2e-+Cl2↑陰極:2H++2e-→H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑
+Cl2↑電解減小增大
加HClNaCl溶液實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH-→4e-+2H2O+O2
↑陰極:Cu2++2e-→
Cu減小減小
加CuOCuSO4溶液
2CuSO4+
2H2O2Cu+O2
↑+2H2SO4電解電解規(guī)律(惰性電極)小結(jié)
陽極:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū):電解本身型如CuCl2
、HClⅠ與Ⅳ區(qū):放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū):放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū):電解水型如Na2SO4、H2SO4
、NaOH陰極:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+
電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例:電解類型舉例電極反應(yīng)溶液PH變化溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別實例僅溶劑水電解
僅溶質(zhì)電解
溶質(zhì)和溶劑同時電解
含氧酸H2SO4強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陽極:4OH-→4e-+O2+2H2O陰極:4H++4e-→2H2↑減小增大不變H2O陽極:2Cl-→
2e-+Cl2↑陰極:2H++2e-→
H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極:2Cl-→
2e-+Cl2↑陰極:Cu2++2e-→
Cu↓減少CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極:2Cl-→
2e-+Cl2↑陰極:2H++2e-→
H2↑增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極:4OH-→
4e-
+O2↑+2H2O陰極:2Cu2++4e-→
2Cu↓減小CuO(A)(B)(C)(D)CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.寫出下列裝置的電極反應(yīng)式,并判斷A、B、C溶液PH值的變化。鞏固練習(xí)2.如上圖所示,通電后A極上析出Ag,對該裝置的有關(guān)敘述正確的是
A.P是電源的正極B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為:4OH--4e-=2H2O+O2↑C.電解時,甲、乙、丙三池中,除E、F兩極外,其余電極均參加了反應(yīng)D.通電后,甲池的PH減小,而乙、丙兩池溶液的PH不變
B3.為下圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后,b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A.X是正極,Y是負(fù)極B.X是負(fù)極,Y是正極C.CuSO4溶液的PH值逐漸減小D.CuSO4溶液的
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