《【课件】电能转化为化学能-电解++第1课时+课件高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】电能转化为化学能-电解++第1课时+课件高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1.pptx（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电能转化为化学能-电解（第一课时）自制“84”消毒机 随着疫情防控常态化，“84”消毒液成为居家必需品，有时会缺货和限购。居家制作84消毒机成为应急之选。“84”消毒液有效成分为NaClO“84”消毒液有效成分是什么？任务一：确定原理【思考】制备“84”消毒液，利用哪些原理？将氯气通入氢氧化钠溶液中Cl2 2NaOHNaCl+NaClO+H2O【思考1】在家里能直接找到Cl2和NaOH吗？如果直接找不到Cl2和NaOH，能否通过化学反应间接找到并制备呢？家中有NaCl和H2O，能否通过NaCl和H2O制备Cl2和NaOH，再将Cl2通入NaOH溶液中？任务一：确定原理家中无Cl2和NaOH【思
2、考1】NaCl中存在Na+和Cl-，如何由NaCl制备Cl2？【质疑】回顾氯化钠导电性实验高一：从离子视角认识，通电灯泡亮离子定向移动NaCl=Na+Cl-高二：从物质视角认识，通电有无新物质产生？Na+与Cl-发生了何种变化？任务一：确定原理依据“价-类”二维图，如何实现 2Cl 2e=Cl2？任务一：确定原理任务一：确定原理在家庭中通过此方法制备Cl2合理吗？该方法需要较高的温度，且无法制备NaOH，不合适NaCl=Na+Cl 如何将Cl转化为Cl2，实现2Cl 2e=Cl2？如何消除+？H2OOH 从而生成OH？【思考2 2】NaCl NaCl 水溶液中存在水溶液中存在NaNa+、ClC
3、l、OHOH、+，根据电解相关知识，根据电解相关知识，如何转化成如何转化成ClCl2 2 和和NaOHNaOH？任务一：确定原理H2OOH+H+结合初中电解水的实验 2 H2O2H2+O2H2OH+OH 2+2eH2根据相关资料，也可写作 2H2O2e2OHH2 通电确定电解确定电解NaCl NaCl 水溶液水溶液的电极反应的电极反应阳极：2Cl 2e=Cl2阴极：2H2O+2e=2OH+H2总反应：总反应：2H2O+2NaCl=2NaOH+Cl2+H2 通电任务一：确定原理【思考【思考3 3】相比于熔融氯化钠，相比于熔融氯化钠，NaClNaCl溶液为多微粒体系，溶液为多微粒体系，体系中的其他
4、微粒，如体系中的其他微粒，如NaNa+、OHOH会不会也放电？会不会也放电？饱和食盐水中放电顺序饱和食盐水中放电顺序 Cl Cl OHOH，同理，同理 H H+NaNa+经过分析，经过分析，NaNa+不会影响不会影响H H+放电，放电，OHOH不会影响不会影响ClCl放电放电任务一：确定原理【评价任务评价任务】实验室中通过该装置，电解饱和食盐水制备NaOH H2 Cl2，产物在哪一极产生？阴极产物：NaOH H2阳极产物：Cl2【思考】该装置可否用于大规模工业化生产【思考】该装置可否用于大规模工业化生产？任务一：确定原理氯碱工业 可以分别制得Cl2 NaOH H2工业大规模电解食盐水的装置是怎
5、样的？可以制得哪些产品？任务一：确定原理1.防止Cl2与NaOH和H2接触，防止防止副反应发生影响产品质量，防止引发不安全因素2.用于物质的分离、提纯等【评价任务评价任务】阳离子交换膜的作用有哪些？任务一：确定原理阳离子交换膜只允许阳离子通过，例如Na+；阴离子不能通过，例如OH-【思考【思考4 4】利利用电解原理制备用电解原理制备ClCl2 2 和和NaOHNaOH，需要哪，需要哪些居家原材料些居家原材料？由电解池的构成要素可知，电解池包括：电源，电子导体，离子导体，电极材料任务二：寻找原料电源：220V交流电、充电宝（5V直流电）从安全性和电解池电流方向稳定性考虑，哪种电源合适？选择充电宝
6、（5V直流电）电子导体：铜导线任务二：寻找原料离子导体：食盐水电极材料：由电解熔融NaCl装置可知，选择石墨棒，从废旧5号电池中取出正极从实验安全性考虑，还要注意哪些问题从实验安全性考虑，还要注意哪些问题？Cl2 有毒，注意防止泄漏污染空气防止Cl2 与H2混合爆炸用橡皮筋将铜导线捆扎在石墨棒上任务三：设计原创先制备Cl2和NaOH制备NaOH收集Cl2再将Cl2通入NaOH中【评价方案评价方案】该装置存在哪些优点？从安全性角度分析，存在哪些缺点？任务三：设计原创制备NaOH收集Cl2缺点：步骤繁琐，收集Cl2的过程容易泄漏污染空气优点：可以分别制备Cl2 H2 NaOH【改进方案改进方案】如
7、何改进？任务三：设计原创将阳极生成的将阳极生成的ClCl2 2通过上方导管插入阴极生成的通过上方导管插入阴极生成的NaOHNaOH溶液中溶液中【学习借鉴】【学习借鉴】现在市面上有很多“84”消毒液制备机，老师也购买了一部，这些消毒机为何省略了将Cl2通入NaOH溶液中呢？拆解购买的“84”消毒液制备机，发现阳极和阴极距离较小，让阳极产物Cl2与阴极产物NaOH直接接触反应，省略将Cl2通入NaOH任务三：设计原创【改进方案】【改进方案】参照市面上的参照市面上的“84”“84”消毒液制备机，消毒液制备机，如何改进该装置呢？如何改进该装置呢？任务三：设计原创缩短电极间距离【思考】这个装置的优点有哪
8、些？【思考】这个装置的优点有哪些？棕色瓶，棕色瓶，防止防止H H2 2与与ClCl2 2光照爆炸光照爆炸任务三：设计原创【思考】这个装置的优点有哪些？【思考】这个装置的优点有哪些？阳极在阴极的下方，阳极在阴极的下方，ClCl2 2在底部生成后，往上冒出，在底部生成后，往上冒出，增加与增加与NaOHNaOH溶液接触时间溶液接触时间任务三：设计原创实验验证为何产生蓝色沉淀？任务四：查找原因预期现象预期现象实际现象实际现象阳极阴极产生蓝色沉淀产生无色气体产生黄绿色气体产生无色气体【思考】【思考】有的同学制作完电解食盐水装置后，阳极产生气体极少，未制得84消毒液且瓶中产生蓝色沉淀，为何阳极附近产生蓝色
9、沉淀？阳极没有产生氯气 蓝色为Cu2+连接石墨电极的铜丝裸露在NaCl溶液中Cu2e=Cu2+Cu2+2OH=Cu(OH)2【归纳总结】【归纳总结】放电顺序：活性金属电极（如Cu Fe Zn）ClOH含氧酸根任务四：查找原因Cu【思考】【思考】如何设计实验验证你的猜想？【改进方案】【改进方案】如何进一步改进实验装置？将铜导线连接在瓶子外部铜导线不插入NaCl溶液中，观测到预期现象，缺点：两个电极接触容易短路电解质溶液较少，制备消毒液量少任务四：查找原因任务四：查找原因【思考】在电解工艺发明之前，通常将Cl2通入NaOH溶液中制备84消毒液。电解NaCl溶液制备NaClO，原料利用率高Cl2 2
10、NaOHNaCl+NaClO+H2O电解工艺发明之后，电解总反应为：2H2O+2NaCl=2NaOH+Cl2+H2Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O通电任务四：查找原因请分析电解工艺优点【拓展】从增大电流和离子浓度角度考虑，采取哪些改进措施，制备“84”消毒液效率更高一些？提高食盐水浓度，可用饱和食盐水增大电极接触面积，换用更粗的碳棒减小两电极距离提高电源电压加入导电性物质，如小苏打，但不能加入酸性物质任务四：查找原因【思考】【思考】加入小苏打加入小苏打NaHCONaHCO3 3溶液会不会改变电溶液会不会改变电极反应，产生杂质？极反应，产生杂质？不会，在水溶液中，含氧酸根HCO3
11、不会放电任务四：查找原因【改进措施】【改进措施】减小电极间距离任务四：查找原因换用更粗的碳棒（从1号废旧电池中取出）增加电极数目4.制作“84消毒机”使用说明书100mL水中加入5g左右NaCl常温电解通电时间10min左右84消毒机使用时不能加入酸性物质反应容器不能为金属任务四：查找原因1.1.构建构建设计电化学装置的思路设计电化学装置的思路模型模型1.原理2.原料3.原创4.原因5.原型装置维度装置维度任务五：总结原型制备Cl2和NaOH充电宝，石墨棒，食盐水未制得84消毒液，蓝色沉淀如何产生？设计电解食盐水制备Cl2和NaOH装置原理维度原理维度现象电极产物过程电极反应物失电子场所电子导体离子导体得电子场所还原剂氧化剂氧化产物还原产物电子移动方向阳离子移动方向阴离子移动方向失电子得电子阳极材料阴极材料装置维度原理维度2.2.构建构建电化学分析电化学分析模型模型 疫情防控期间，每天用84消毒液擦拭门把手，久而久之，门把手表面的铜镀层被腐蚀铜镀层被腐蚀出现破损，如何修补铜镀层呢？需要哪些原料？