资源简介

(共46张PPT)第二节 电解池第一课时电解原理第四章 化学反应与电能使用时：化学能转化为电能充电时：电能转化为化学能原电池是将化学能转化为电能的装置反过来，假如我们把电流通入水或者水溶液中会不会发生变化？实验探究【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%的 CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如图4-9）。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。阴极生成CuACu2+Cl-Cl-生成Cl2- +阳极【实验4-2】按下图所示装置完成实验，并填写下表。[结论]CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2实验分析思考1：通电前后，电解质溶液中中有哪些离子，如何运动？通电时：在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl－、OH－向阳极（与直流电源正极相连的石墨棒）迁移，Cu2＋、H＋向阴极（与直流电源负极相连的石墨棒）迁移。通电前：氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中作无规则运动。H2O H+ + OH-CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-②电极反应氧化反应阴极：阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑Cu2++ 2e-=2Cu还原反应Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2↑电解③总反应e-溶液中离子定向移动负极 阴极 阳极 正极e-CuCl2溶液一、电解原理(一) 电解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。(二) 电解池(电解槽)把电能转化为化学能的装置。(三) 电解池的构成(1) 外加直流电源(2) 电极(3) 电解质溶液或熔融电解质阳极：接电源正极阴极：接电源负极(4)形成闭合回路惰性电极：C、Pt、Au等活性电极：Fe、Cu、Ag等1、注明电解池的组成。2、标明氧化反应和还原反应发生区域。3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。绘制要求：请同学们结合图4-10Ⅱ绘制反映电解池工作原理的示意图，并与同学们交流。思考与讨论－＋阴极阳极电解质溶液二.电解池工作原理①阳氧化、阴还原②离子流向：③电极反应：从负极流向阴极，从阳极流回正极电子流向：阳离子阴离子阳离子阴极阴离子阳极注意：电子只在导线上移动，传导电流溶液中靠阴阳离子定向移动传导电流e-e-e—e—得电子发生还原反应失电子发生氧化反应课堂练习1：分析下图，属于电解池的有（ ）③ ⑥2、下列关于电解池的叙述中，不正确的是 (　　)A、与电源正极相连的是电解池的阴极B、电解池是电能转化为化学能的装置C、溶液中的阳离子移向阴极D、在电解池的阳极发生氧化反应A　课堂练习3： 如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是 (　　)A．a为负极、b为正极B．a为阳极、b为阴极C．电解过程中，d电极质量增加D．电解过程中，氯离子浓度不变C1．电解原理示意图注意：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程小结小结2：电解池的阴极、阳极的判断方法:电极产物反思为什么不是O2呢？为什么不是H2呢？失电子能力：Cl- OH-得电子能力：Cu2+ H+放电能力放电顺序不同＞＞Cl-OH-Cu2+H+二、阴、阳两极的放电顺序阴、阳两极放电顺序取决于电极材料、电解质溶液中离子本身性质（得失电子能力），另外也与离子的浓度有关。1、电极材料：根据电极本身是否参与反应分为惰性电极和活性电极。惰性电极(C、Pt、Au)：作阴、阳极材料只起导电作用，都不参与反应。活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：活泼金属作阴极不参与反应，作阳极，金属失电子被氧化，如Fe、Cu、Ag阳极阴极如图：阴极Zn不参与反应，阳极：Zn-2e-=Zn2+2、放电顺序阳极：活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，首先金属本身被电解M－ne-＝Mn+惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F － 。阳极常见放电顺序：活性电极>Cl- >OH-Fe-2e- =Fe2+Cu-2e- =Cu2+Ag-e- =Ag+2Cl--2e-=Cl24OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑注意：若H+、OH－由水电离，则反应中需写H2O阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关，得电子能力（氧化性）强的离子先放电。Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。这4种金属离子浓度较大时，先于H+放电。Fe3+得电子能力比Cu2+强，Fe3++e-= Fe2+阴极最常用的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋Ag++e-=AgCu2++2e-=Cu2H++2e-=H2 ↑或 2H2O+2e-=H2↑+2OH-课堂练习1：图中x﹑y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板有无色无臭的气体放出,符合这一情况的是 ( )a极板 b极板 X电极 Z溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl2A三、电极方程式的书写①根据电源或信息判断电极材料②明确溶液中存在哪些离子首先看电极材料尤其是阳极材料是否是活性电极，然后判断离子的放电顺序包括电解质的电离和水的电离，并分成阳离子组和阴离子组③判断阴阳两极的放电顺序④根据阳氧化，阴还原完成电极反应式⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式(注明电解或通电)注意电荷守恒、物料守恒 及得失电子守恒（弱电解质的须保持分子形式）总结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应meiyangyang8602meiyangyang8602电解Na2SO4溶液会有怎样的结果？H2O H+ + OH—Na2SO4 ＝ 2Na++ SO42—离子放电的顺序阳离子阴离子H+ > Na+OH－ > SO42－4OH－－4e－＝2H2O +O2↑4H+ +4e－＝2H2 ↑总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑电解阳极 ：阴极：总结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应课堂练习4：根据下列装置图，回答问题。(1)若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液。阳极：___________________；阴极：___________________；总反应： ___________________；(2)若A为Cu，B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液。阳极：___________________；阴极：___________________。Cu－2e－=Cu2＋　Cu2＋＋2e－=Cu2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O+2e-=H2↑+2OH-Mg2++2Cl－+2H2O === Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓电解(4)用银作阳极电解硫酸钠溶液。阳极(Ag) ：___________________；阴极：___________________；总反应： ___________________________；(3)用铜作阳极电解稀硫酸。阳极(Cu) ：___________________；阴极：___________________；总反应： ___________________________；2H++ 2e-=H2↑Cu- 2e-=Cu2+Cu +H2SO4 === CuSO4 + H2 ↑电解用银做电极电解硫酸钠2Ag- 2e-=2Ag+2Ag +2H2O === 2 AgOH + H2 ↑电解2H2O+2e-=H2↑+2OH-借助电解，可以使非自发的氧化还原反应进行1799年，意大利物理学家伏打发明了电池，此后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣……1800年，英国尼科尔逊和卡里斯尔成功电解水，使人们认识到可以将电用于化学研究.1807年，戴维用电解KOH制得了金属钾1807年，戴维电解苏打制得了金属钠1808年，戴维制得了金属钙、镁、钡、锶……戴维当时化学家戴维就在想，既然水能通电发生分解，那么盐溶液、固体化合物呢？他开始研究各种物质的电解作用。经过无数次的实验，终于在1807年，他通过电解的方法发现钾、钠两种元素。电解CuCl2溶液能得到金属铜，为什么电解NaCl 溶液得不到金属钠？？动动脑电解熔融的氯化钠要怎么样才能得到金属钠呢？∵ 水溶液中，放电能力:H+ > Na+电解PtPt熔融的氯化钠电解熔融的氯化钠,电极反应式及总方程式阳极：阴极：可见，电解是最强有力的氧化还原的手段，电解法是冶炼金属的一种重要方法。？想一想？阳极阴极2Cl-－2e- = Cl2↑2Na+ + 2e- = 2Na2NaCl(熔融) ===2Na + Cl2 ↑电解想一想，探一探一、对比原电池与电解池的构造有什么异同？CC1.电解池一定有外加电源，而原电池没有。2.电解池中，阴、阳极只取决于电源的连接方式，与电极材料的活性无关。关键：1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。原电池原电池原电池电解池电解池2.指出下列装置的名称、电极名称，并表示出电子移动方向。e-e-e-e-e-－+阳阴原电池电解池e-Ⅰ Ⅱ试写出各极的电极反应式？3. 符合电解原理的是( )①电解是把化学能转变为电能②电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化③不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理可以实现④原电池的负极与电解池的阳极发生的都是氧化反应A ①②③④ B ②③ C ③④ D ②③④×√√D√4.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合溶液，最初一段时间，阴极和阳极上分别析出的物质分别是( )A. H2 Cl2 B. Cu Cl2 C. H2 O2 D. Cu O2B阳离子：阴离子：> >> >Cu2+、H+、Na+Cl—、OH—、SO42—、NO3—A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c()增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色5.将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是(　　)锌铜原电池负极正极A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c()增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色5.将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是(　　)锌铜原电池负极正极×灯泡亮A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c()增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色5.将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是(　　)A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c()增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色5.将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是(　　)Aab用饱和Na2SO4、酚酞溶液浸湿的滤纸锌铜原电池负极正极外接电源的电解池阴阳Cu2+ +2e－＝Cu√×不变b点为阳极：4OH－－4e－＝2H2O +O2↑OH－放电，阳极区显酸性，酚酞不变色。a点为阴极：4H+ +4e－＝2H2 ↑H+放电，阴极区显碱性，酚酞变红色。滤纸上相当是发生电解 的反应水××2H2O－4e－＝O2↑+4H+4H2O+4e- =2H2↑+4OH-二、电解规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： 电解水型实质：电解水 电解电解质型实质：电解质被电解电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一定量的 )减小溶质HCl气体注意不是加盐酸 放氧生酸型实质：电解质和水均被电解电解质复原的原则：①“出去”什么，加什么；②“出去”多少，加多少。 放氢生碱型实质：电解质和水均被电解结论：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解。电解质复原的原则：①“出去”什么，加什么；②“出去”多少，加多少。 知识小结1.用惰性电极电解下列溶液一段时间，再加入一定量的另一纯净物（方括号内），能使溶液恢复原来的成分和浓度的是 （ ）CuSO4 [Cu(OH)2] B. NaOH [NaOH]C. CuCl2 [CuCl2] D. NaCl [NaCl]C2. 从H+、Cu2+ 、 Na+ 、 SO42- 、 OH- 、 Cl-六种离子中恰当地组成电解质，并将其溶于水后按下列要求进行电解。（1）以碳棒为电极，使电解质质量减小，水量不变，应采用的电解质 。（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减小，应采用的电解质 。（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量均减小，应采用的电解质 。HCl 、 CuCl2NaOH 、 H2SO4、Na2SO4NaCl 、CuSO4A B C D甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3甲乙D3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在①和④两极，电极产物的物质的量之比为1︰2的是( )阳极阴极阳极阴极4. 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA[小结]解答有关电解问题步骤1.首先观察是否有外接电源2.分析电解质水溶液的组成,找全离子分两组.3.观察阳极是否为金属, 金属作阳极失电子4.根据阴阳两极放电顺序写出两极反应式.5.合并两极反应写出电解反应式.

展开更多......

收起↑