高中化学《电解池》

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第二节第二节 化学电源化学电源人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理复习回顾复习回顾原电池：将化学能转变为电能的装置。原电池：将化学能转变为电能的装置。想一想：构成原电想一想：构成原电池的条件是什么池的条件是什么?ZnCuCuCl2溶液溶液ee两个活性不同的电极两个活性不同的电极电解质溶液电解质溶液(一般与活泼性强一般与活泼性强的电极能发生氧化还原反应的电极能发生氧化还原反应)形成闭合回路形成闭合回路 (4)(4)自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应复习回顾复习回顾原电池：将化学能转变为电能的装置。原电池：将化学能转变为电能的装置。问一问

2、：原电池的问一问：原电池的电极如何判断电极如何判断?ZnCuCuCl2溶液溶液ee负极负极正极正极较活泼金属较活泼金属较不活泼金属较不活泼金属或非金属或非金属电子流出电子流出电子流入电子流入氧化反应氧化反应还原反应还原反应CuCl2溶液在电流的作用下发生了溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了化学变化，分解生成了Cu和和Cl2一、电解原理一、电解原理（以电解氯化铜为例）（以电解氯化铜为例）实验实验4-2：用惰性用惰性(石墨石墨)电极电解氯化铜溶液电极电解氯化铜溶液阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液有气泡，气体有刺有气泡，气体有刺激性气味，并能使激性气味，并能使 湿润的湿润的K

3、I-淀淀 粉试纸变蓝粉试纸变蓝碳棒上有一层红色碳棒上有一层红色的物质析出的物质析出现象：现象： 阴极：阴极： 阳极：阳极：铜铜Cl2 结论：结论：第三节第三节 电解池电解池一、电解原理一、电解原理1、电解：、电解： 使电流通过电解质溶液而在阴、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。阳两极引起氧化还原反应的过程。2、电解池（、电解池（电解槽电解槽）：）：把电能转化为化学能的装置把电能转化为化学能的装置注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是交流。而不是交流。 熔融态熔融态的电解质也能被电解。的电解质也能被电解。【思考思考1 1】电解池的两极是怎样确定的？】电解池的两极是

4、怎样确定的？ 、两个电极及电极反应、两个电极及电极反应阴极阴极：与电源：与电源负极负极相连相连电子流进电子流进还原还原反应反应阳极阳极：与电源：与电源正极正极相连相连电子流出电子流出氧化氧化反应反应、两个电极的确定及电极反应、两个电极的确定及电极反应eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极、两个电极的类型：、两个电极的类型：惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应活性电极活性电极(除铂、金外的金属除铂、金外的金属)：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极与活性电极惰性电极与活性电极【思考思考2 2】形成电解池的条件是

5、什么？】形成电解池的条件是什么？ CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极4、形成电解池的条件、形成电解池的条件eeCCCuCl2溶液溶液与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极电解质溶液或熔化的电解质溶液或熔化的 电解质电解质形成闭合回路形成闭合回路阴极阴极阳极阳极【思考思考3 3】在电解过程中，电子、离子】在电解过程中，电子、离子是如何形成闭合回路的？是如何形成闭合回路的？ 电子的流向电子的流向: : 电子从外加电电子从外加电源的负极流出，流到电解源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回池的阴极，再从阳极流回电源正极。电源正极。（注意：电子（注意

6、：电子只在外电路定向移动，不只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）能从溶液中移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向: :阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向阳极阳极移动。移动。【思考思考4 4】电解质溶液导电的实质是什么？】电解质溶液导电的实质是什么？ eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：实验分析：、电极反应式的书写：、电极反应式的书写：（以电解（以电解CuCl2 为例）为例）eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳离子移向阴极放电，阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阴离子移向阳极放电阴极阴极：Cu2+

7、2e-Cu 还原反应还原反应阳极阳极：2Cl- -2e- Cl2 氧化反应氧化反应总反应式：总反应式： CuCl2 Cu+Cl2 电解电解加加CuCl2溶液溶液变小变小【思考思考6 6】电解后氯化铜的浓度如何变化？】电解后氯化铜的浓度如何变化？【思考思考7 7】若要使电解质溶液复原，怎么办？】若要使电解质溶液复原，怎么办？【思考思考8 8】什么叫放电？】什么叫放电？【思考思考9】为什么】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是放电，而不是 H+和和OH-？ 【思考思考1010】阴阳离子的放电顺序是什么？】阴阳离子的放电顺序是什么？、离子放电顺序：、离子放电顺序： 阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴

8、极上放电顺序是：阴极阴极: : 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容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。易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中阴离子的放电顺序是：溶液中阴离子的放电顺序是：阳极：阳极： 熔融的氯化钠中有熔融的氯化钠中有Na+和和Cl ，Na+在在阴极放电生成金属钠，阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成在阳极放电生成氯气。氯气。阴极阴极：2Na+ +2e- = 2Na （氧化反应）（氧化反应）阳极阳极：2Cl- -2e- = Cl2

9、（还原反应）（还原反应）总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 电解阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分析电解反应（用惰性电极时）】分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 小结小结1：分析电解反应分析电解反应(用惰性电极时用惰性电极时)的一般思路：的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后，还原性强弱判断反应的离子先后，最后分析得出产物最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子【思考思考1515】电解与电离有

10、哪些异同呢？】电解与电离有哪些异同呢？ 【思考思考1717】电解池有什么规律？】电解池有什么规律？ 电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移离子的迁移方向方向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极反应能否自发反应能否自发 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应

11、都是氧化还原反应小结小结3：原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较:不自发不自发自发自发小结小结4：电解规律电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 阳极阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e-

12、= 2H2 变大变大不不变变 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 电解阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极：阴极：Cu2+ 2e- = Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2Cu

13、SO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解

14、类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液溶液复原复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶仅溶剂水剂水电解电解 仅溶仅溶质电质电 解解 溶质溶质和溶和溶剂都剂都电解电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阴极阴极:4H+ + 4e- = 2H2阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O减小减小增大增大不变不变H2O阳极阳极:2Cl- 2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极阳极:2Cl- 2e- =Cl2阴极阴极:Cu2+2e- = Cu

15、增大增大 CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极阳极:2Cl-2e- =Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大 HCl不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐的含氧酸盐CuSO4阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O阴极阴极:2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuO放氢生碱放氧生酸 1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写写(惰性电极，溶液惰性电极，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO4 2、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液时，阴极析出的物质是液

16、时，阴极析出的物质是_；阳极产物是；阳极产物是_。 3、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，溶液时，阳极的产物是阳极的产物是_；阴极的产物是；阴极的产物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C) 5、如图所示装置，指出、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名池的名称、电极名称、电极反应式、二池称、电极反应式、二池pH值的变化情况。值的变化情况。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtA

17、gFe6.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。7.7.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关，对该装置的有关叙述正确的是叙述正确的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电两极外，其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B 8.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，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、乙两池中溶液的电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在值均减小，而在和和两极，电极产物两极，电极产物的物质的量之比为的物质的量