2018年高中化学第1章化学反应与能量转化1.2电能转化为化学能——电解第1课时课件3鲁科版选修4.ppt

电解,如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：,阳极：4OH4e2H2O+O2,阴极：4H+4e2H2,电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。,用惰性电极电解电解质溶液规律,(1)电解水型：,CuCl2溶液,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：Zn2e=Zn2+,正极：Cu2+2e=Cu,电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu,CuCl2溶液,问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？,原电池是把化学能转变成电能的装置。,实验现象及结论：,（与电源负极相连的碳棒）阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色的物质。（与电源正极相连的碳棒）阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。,CuCl2溶液,Cu,Cl2,阴极,阳极,两极产物：阴极铜阳极氯气,如图所示装置：,思考1：阴极产生的红色物质和阳极产生的气体是什么？,通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，H2OH+OH，Cu2+、H+、Cl、OH，为自由移动的离子；,通电后：Cu2+、H+移向阴极，Cu2+得到电子，Cl、OH移向阳极，Cl失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl2e=Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）,阴极：Cu2+2e=Cu,阳极：2Cl-2e-=Cl2,整个过程就叫做电解。,（发生还原反应）,（发生氧化反应）,一、电解原理及电解池,1.电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。,2.电解池:把电能转化为化学能的装置叫电解池。,3.电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。,4、构成电解池需要什么条件？,与外加电源相连的两个电极有电解质形成闭合回路,是电能转变为化学能的装置！,阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应,阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应,5、电极的判断,两个电极的类型：,惰性电极(铂、金、石墨)：无论做阴阳极，仅仅导电，不参与反应活性电极(除铂、金外的金属)：做阴极：只起导电作用，不参与电极反应做阳极：除起导电作用，还失去电子成为金属阳离子进入溶液,惰性电极与活性电极,阴极,阳极,阴极,阳极,6、电子、离子的流向,电子从电源负极流出电解池阴极电解液中的阳离子得电子电解池中的阴离子失电子电解池阳极电源正极阳离子在电解质溶液中移向阴极阴离子在电解质溶液中移向阳极,对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。,7、电解质溶液导电的实质,通式：阴极：氧化剂ne-=还原产物阳极：还原剂ne-=氧化产物总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子（考虑电子守恒）,8、电极反应式的书写：（以电解CuCl2为例）,阴极,阳极,阳离子移向阴极得电子，阴离子移向阳极失电子；阴极：Cu2+2e-=Cu还原反应阳极：2Cl-2e-=Cl2氧化反应总反应式：,CuCl2在水溶液中电离生成Cu2和Cl的同时，弱电解质水也会发生电离，而产生H和OH，通电时，这些自由移动着的离子，在电场作用下，溶液中带正电的H和Cu2都同时向阴极移动，而为什么只有Cu2得电子被还原，而带负电的OH和Cl都同时会向阳极移动，而为什么只有Cl失电子被氧化？,思考：,分析：得电子能力：Cu2H失电子能力：ClOH,思考：为什么得失电子的结果是这种情况？,阴阳离子的放电顺序是什么？,放电：在电极表面，阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关,离子放电规律,阴极：_电子，发生_反应，离子_越强，反应越容易。无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极：_电子，发生_反应，离子_越强，反应越容易。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,得,还原,氧化性,失,氧化,还原性,离子放电规律,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电.,即阴离子放电顺序：活泼阳极无氧酸根离子OH含氧酸根离子F,【思考5】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2和Cl放电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？,溶液中Cu2+和Cl放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在H+和OH，H+在阴极放电，OH在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以：阴极：4H+4e=2H2阳极：4OH4e=2H2O+O2总反应：2H2O=2H2+O2,【思考6】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。,电解,（1）溶液中所含阳离子：H+、Na+，放电顺序：H+Na+阴极：2H+2e=H2,（2）溶液中所含阴离子：OH、Cl，放电顺序：ClOH阳极：2Cl2e=Cl2,总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,【思考7】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。,电解,熔融的氯化钠中有Na+和Cl，Na+在阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成氯气。,阴极：2Na+2e-=2Na（氧化反应）阳极：2Cl-2e-=Cl2（还原反应）总式：,阴极,阳极,氯气,钠,熔融NaCl,【思考14】分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？,记笔记,分析电解反应的一般思路,溶液中存在的离子,两极上的电极反应,离子的移动方向及放电顺序,判断电解池的阴、阳极,学以致用：,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-=2H2,变大,不变,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O2H2+O2,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,减小,增大,加HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极：Cu2+2e-=Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液