公开课第二单元电解池的工作原理及应用

1、选修四选修四 化学反应原理化学反应原理18071807年年1010月月6 6日，戴维用了日，戴维用了250250对金属板制成了当时最大的对金属板制成了当时最大的伏打电堆，以便产生强大的电流和极高的电压。他在密闭伏打电堆，以便产生强大的电流和极高的电压。他在密闭的坩埚中电解潮湿的苛性钾，终于得到了一种银白色的金的坩埚中电解潮湿的苛性钾，终于得到了一种银白色的金属，命名为钾。后来他又用这种方法制得了金属钠、镁、属，命名为钾。后来他又用这种方法制得了金属钠、镁、钙、锶、钡和非金属元素硼和硅，成为化学史上发现新元钙、锶、钡和非金属元素硼和硅，成为化学史上发现新元素最多的人。素最多的人。科学史话科学史话

2、选修四选修四 化学反应原理化学反应原理第二单元第二单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化（1）理解电解的原理；（2）能够准确判断电解池的阴、阳两极；（3）知道惰性材料做电极时，离子的放电顺序以及 阴、阳极上产物的分析判断；（4）初步掌握书写两极所发生的反应及电解的总化 学方程式；会判断两极所发生的是氧化反应， 还是还原反应。学习目标原电池：原电池：把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。电解池：电解池：把把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置。的装置。电解池相当于电解池相当于用电器用电器, ,与直流电源两极与直流电源两极相联。相

3、联。 阴极阴极与电源负极相联的电与电源负极相联的电极。极。 阳极阳极与电源正极相联的电极与电源正极相联的电极。-+电离：电离：电解质在溶液或熔融状态下离解为电解质在溶液或熔融状态下离解为自由移动离子自由移动离子的过程。的过程。回回 顾顾 与与 复复 习习你知道吗？你知道吗？ 工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝。金属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现此过程的吗？你知道工业生产中是如何实现此过程的吗？上述生产过程中发生了什么形式的能量转化？上述生产过程中发生了什么形式的能量转化？P 18电电 解解电能转化为化学能电能转化为化学能 右图是电解熔

4、融氯化钠示意图。右图是电解熔融氯化钠示意图。2 2通电后电极分别发生通电后电极分别发生了什么反应了什么反应? ?请写出两电请写出两电极上电极反应式。极上电极反应式。阳极阳极: 2Cl-2e- =Cl2 (氧化反应氧化反应)阴极阴极: 2Na+2e- =2Na (还原反应还原反应)3 3请分析电解过程中电子的流向。请分析电解过程中电子的流向。讨论下列问题：讨论下列问题： 1. 1.通电前和通电后通电前和通电后( (右右) )熔融氯化钠中熔融氯化钠中NaNa+ +和和ClCl- -的运动有何差异的运动有何差异? ?请在右图中请在右图中用箭头表示用箭头表示NaNa+ +和和C1C1- -的运动情况：

5、的运动情况：e-e-e-e-e-e-电解池中离子和电子的移动方向电解池中离子和电子的移动方向 Cl- -Na+Cl- -离子定向移动：离子定向移动：阴离子移向阳极，阴离子移向阳极， 阳离子移向阴极。阳离子移向阴极。负极负极 阴极阴极阳极阳极 正极正极电子的流向：电子的流向：在电解质溶液中，无电子流动只有阴阳离子的定向移动在电解质溶液中，无电子流动只有阴阳离子的定向移动 通电前通电前,Na,Na+ +、ClCl- - 在在 _。 通电后通电后,Na,Na+ +向向_ 极移动，极移动，ClCl- -向向_极移动。极移动。电子从电源负极流向电子从电源负极流向_极极, ,电极反应为电极反应为_ _,_

6、 _,发生发生_反应。反应。电子从电解池阳极流向电子从电解池阳极流向_极极, ,电极反应为电极反应为_,_,发生发生_反应。反应。总反应为总反应为_。 阴阴自由移动自由移动阳阳阴阴2NaCl 2Na +Cl2 通电 氧化氧化还原还原正正2Na+ 2 e- =2Na2Cl-2e-= Cl2 使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳两极阴阳两极引起引起氧化还原氧化还原 反应反应的过程。的过程。电解池电解池: : 把把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置. .(1)(1)直流电源直流电源(2)(2)与电源相连的与电源相连的两个电极两个电极： 接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为

7、阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应(3)(3)电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质(4)(4)闭合回路闭合回路电解电解: :1：定义：定义P19两极只要求能导电两极只要求能导电,活泼性是否活泼性是否相同没有必然关系相同没有必然关系稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 例题例题1：下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是属于电解池的是 （ ） BC D 怎样区分原电池、电解池？怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看原电池、电解池的区分关键看是

8、否有外接电源是否有外接电源电解过程不仅可以在电解过程不仅可以在熔融熔融电解质中进行，电解质中进行，也可以在电解质也可以在电解质溶液溶液中进行。中进行。活动与探究活动与探究P19 阳极：阳极：有刺激性气味的气体生成，能使湿润的淀粉有刺激性气味的气体生成，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。试纸变蓝。阴极：阴极：碳棒上有红色的铜析出。碳棒上有红色的铜析出。活动与探究活动与探究P19通电前：分析电解质溶液中的离子情况通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动做无规则运动 通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确

9、定电极名称： 阳极阳极 阴极阴极 阳离子阳离子：Cu2+H+ 阴离子阴离子：Cl-OH-Cu2+、H+Cl-、OH-（4）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序：（2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:（3）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低氯化铜溶液浓度降低阴极：阴极：Cu2+ 2e-= Cu 阳极：阳极： 2Cl-2e-= Cl2 总反应：总反应：CuCl2=Cu+Cl2通电通电电极产物的判断及电极反应的书写电极产物的判断及电极反应的书写阴离子失电子能力（还原性）阴离子失电子能力（还原性）: （活泼金属）活泼金属） S2- I

10、- Br - Cl - OH - 含氧酸根含氧酸根F-阳极（氧化反应，失电子）阳极（氧化反应，失电子）: 先看电极后看溶液先看电极后看溶液 (1)活性阳极（活性阳极（除金和铂除金和铂):活泼金属优先失电子活泼金属优先失电子 (2)惰性阳极惰性阳极(金金,铂、石墨等铂、石墨等):溶液中阴离子失去电子溶液中阴离子失去电子2：离子：离子放电放电规律规律阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电放电阳离子得电子能力（氧化性）阳离子得电子能力（氧化性）:与金属活动性顺序相反与金属活动性顺序相反阴极（还原反应，得电子）：阴极（还原反应，得电子）：不论阴极是何种电极，不

11、论阴极是何种电极，阳离子总是优先放电阳离子总是优先放电 解题步骤：解题步骤：1.写出电离方程式写出电离方程式 : NaCl(熔融熔融)=Na+Cl-2.写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：阴极：阴极： Na+ 阳极：阳极：Cl-3.写出电极反应方程式：写出电极反应方程式：阴极：阴极：2Na+ 2e-= 2Na 阳极：阳极： 2Cl-2e-= Cl2 总反应：总反应：2NaCl 2Na + Cl2通电通电举例举例1：电解熔融的：电解熔融的NaCl(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)：3：电极反应确定：电极反应确定：举例举例2：电解氯化铜溶液：电解氯化铜溶液

12、(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)：解题步骤：解题步骤：1.写出电离方程式：写出电离方程式：CuCl2=Cu2+2Cl- H2O=H+OH-2.写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：阴极：阴极： Cu2+ H+ 阳极：阳极：Cl- OH-3.写出电极反应方程式：写出电极反应方程式：阴极：阴极：Cu2+ 2e-= Cu 阳极：阳极： 2Cl-2e-= Cl2 总反应：总反应：CuCl2=Cu+Cl2通电通电放电顺序放电顺序举例举例3：电解：电解NaCl溶液溶液(阳极为惰性电极阳极为惰性电极)：解题步骤：解题步骤： 1.写出电离方程式：写出电离方程式：NaC

13、l=Na+Cl- H2O=H+OH-2.写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：阴极：阴极： H+ Na+ 阳极：阳极：Cl- OH- 3.写出电极反应方程式：写出电极反应方程式：阴极：阴极：2H+ 2e-= H2 阳极：阳极： 2Cl-2e-= Cl2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 通电通电放电顺序放电顺序解题步骤：解题步骤：1.写出电离方程式写出电离方程式 : CuSO4= Cu2+ +SO4 2- H2O=H+OH-3.写出电极反应方程式：写出电极反应方程式：2.写出向阴、阳极移动的离子并确定放电离子：写出向阴

14、、阳极移动的离子并确定放电离子：阴极：阴极： Cu2+ H+ 阳极：阳极：OH- SO42-练习：电解练习：电解CuSO4溶液溶液(阳极为惰性电极阳极为惰性电极) ：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： Cu2+ +4eCu 总反应总反应:CuSO4 + 4H2O = Cu + H2SO4 +O2电解分析电解反应的一般思路分析电解反应的一般思路溶液中存在的离子溶液中存在的离子离子的移动方向及放电顺序离子的移动方向及放电顺序判断电解池的阴、阳极判断电解池的阴、阳极根据根据阳极被氧化，阴极被还原阳极被氧化，阴极被还原分析得出产物分析得出产物课堂小结(中山模拟题.双选)下图所示装置中，下图所示装置中，a、b都是惰性都是惰性电极，通电一段时间后，电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。极附近溶液呈红色。下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 作业题作业题:指出电解下列各物质时指出电解下列各物质时,溶液中阴阳离子的溶液中阴阳离子的放电顺放电顺序序(阳极为惰性电极阳极为