第四章第三节_电解池课件_新人教版选修4

1、一、电解：一、电解： 电流通过电解质溶液（或熔融电解质）电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起而在阴、阳两极引起氧化还原氧化还原反应的反应的过程。过程。理解：理解：电解质溶液导电的过程就是电解质溶液导电的过程就是 过程过程。电解电解电解是电解是非非自发地将自发地将 能转化为能转化为 能。能。电电化学化学1、电解池（槽）：、电解池（槽）：电能转化为化学能的装置。电能转化为化学能的装置。2、构成电解池的条件：、构成电解池的条件：（1）直流直流电源电源（2）两个电极；两个电极；（3）电解质溶液或熔融的电解质；）电解质溶液或熔融的电解质；（4）闭合回路。）闭合回路。（复习回顾）（复习回顾

2、）发生氧化反应发生氧化反应阴离子移向阴离子移向阳极阳极(电源正极电源正极)3. 电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系阴极阴极(电源负极电源负极)发生还原反应发生还原反应阳离子移向阳离子移向离子放电：离子放电：阴离子失电子、阳离子得电子的过阴离子失电子、阳离子得电子的过程。程。电子的流向电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出，电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）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

3、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. .惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极： 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（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应电极产物反思电极产物反思为什么不是为什么不是氧气呢？氧气呢？为什么不产为什么不产生氢气呢？生氢气呢？失电子能力：失电子能力： Cl-OH-得电子能力：得电子能力：Cu2+H+放电放电能力能力放电放电次序次序1、在、在AgNO3、Hg(NO3)2、Cu(NO3)2的的混合溶液

4、中，通电后，首先在阴极得混合溶液中，通电后，首先在阴极得到电子或放电的是什么离子？到电子或放电的是什么离子？2、在、在CuCl2、CuBr2、CuI2的混合溶液的混合溶液中，当通电后，首先在阳极失去电子中，当通电后，首先在阳极失去电子或放电的是什么离子？或放电的是什么离子？Ag+I- 一、电解原理一、电解原理影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力离子的浓度离子的浓度能力能力放电较复杂，还与离子性质、溶液的浓度、电流放电较复杂，还与离子性质、溶液的浓度、电流密度等有关。密度等有关。4 4、离子放电顺序：、离子放电顺序：1 1、阳离子放电（得电子）顺序、阳离子

5、放电（得电子）顺序：AgAg+ + Hg Hg2+ 2+ FeFe3+3+ Cu Cu2+ 2+ H H+ +（酸）（酸） Pb Pb2+ 2+ SnSn2+ 2+ FeFe2+2+ ZnZn2+ 2+ （H+H+）（水）（水） AlAl3+ 3+ Mg Mg2+ 2+ NaNa+ +2 2、阴离子放电（失电子）顺序：阴离子放电（失电子）顺序：氧化性氧化性还原性还原性金属金属 S S2 2 I I Br Br Cl Cl OH OH ( (水水)含氧酸根含氧酸根 (NO(NO3 3、SOSO4 42 2 等等) F) F注意：若注意：若阳极是活性电极阳极是活性电极( (石墨、金、铂之外）阳极本

6、石墨、金、铂之外）阳极本身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电; ;若阳极是惰若阳极是惰性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极无论什么阴极无论什么材料，材料，不参与电极反应不参与电极反应。除Pt、AuAl3+、Mg2+、Na+不可能不可能在水溶液中在水溶液中放电放电其放电时的其放电时的电极方程式电极方程式如何写？如何写？ 请注意：请注意：活泼金属离子活泼金属离子K+、Ca2+、Na+、 Mg2+在溶液中不会得到电子；在溶液中不会得到电子；F- -和和SO4 42-2-、CO3 32-2-、NO3 3- -等在水溶等在水溶液

7、中一般不会液中一般不会 失去电子；失去电子；当当Zn2+或或Fe2+浓度远大于浓度远大于H+浓度时，浓度时， Zn2+或或Fe2+先得电子而先得电子而H+后得电子；后得电子； 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不放氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不放电。电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶溶液中阴离子按顺序放电液中阴离子按顺序放电 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反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。应，发生反应的是溶液中的

8、阳离子。 阳极反应阳极反应（氧化反应）：与电极材料有关（氧化反应）：与电极材料有关阴极阴极反应（还原反应）：与电极材料无关反应（还原反应）：与电极材料无关小结：小结：、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；4OH 4e-O2+2H2O（电解化学方程式）（电解化学方程式）（电解离子方程式）（电解离子方程式）若把石墨改若把石墨改成铜那电极成铜那电极反应式如何？反应式如何？ 思考与交流思考与交流 请大家分析并写出当用惰性电极电解请大家分析并写出当用惰性电极电解下列溶液时，阴阳极的电极反应和总反应？下列溶液时，阴阳极的电极反应和总反应？ HCl CuC

9、l2 NaCl K2S CuSO4 AgNO3 NaOH H2SO45. 5. 书写电解方程式的注意事项书写电解方程式的注意事项2.2.电极反应式符合电极反应式符合质量守恒质量守恒、电荷守恒电荷守恒（电子看作负电荷）（电子看作负电荷）3.3.标明条件：标明条件：通电或电解。通电或电解。若电解的若电解的H H+ +或或OHOH- -来自于来自于H H2 2O O，在总方程式中要以在总方程式中要以H2O形式存在，不能书写形式存在，不能书写H H+ +或或OHOH- -作为反作为反应物应物4.4.电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的反应反应一般

10、形式为：弱氧化剂一般形式为：弱氧化剂+ +弱还原剂弱还原剂 = = 强氧化剂强氧化剂+ +强还强还原剂原剂1.1.首先看阳极材料首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子，若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。总结：分析电解反应的一般思路：总结：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化、阴极还原阳极氧化、阴极还原分析得出产物分析得出产物判断判断阳极材料阳极材料及阴阳两极附及阴阳两极附近近离子种类离子种类及离子放电顺序及离子放电顺序先电离先电离后电解后电解16（ A

11、 ）（B）（C）（D）Hg(NO3)2AgNO3AgNO3Na2SO4AgCuCuCPtPtAgFe1判断判断A、B、C、D属于原电池的是属于原电池的是_，属于，属于电解池的是电解池的是_；并写出下列装置的电；并写出下列装置的电极反应式。极反应式。DA、B、C负负 正正阴阴 阳阳 阴阴 阳阳 阴阴 阳阳巩固练习巩固练习1）、用石墨作电极电解）、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片的混合溶液片刻，阴极析出的物质是刻，阴极析出的物质是 ；阳极产物是；阳极产物是 。2）、两极都用银片作电极电解）、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产时，阳极的产物是物是 ；阴极的产物是；阴极的产物

12、是 。练习练习2:CuCl2Ag+Ag3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。、试写出下列装置中所发生的电极反应式。石墨石墨 石墨石墨 铂铂 铜铜 铁铁 石墨石墨CuSO4溶液溶液KBr溶液溶液NaNO3溶液溶液(A) (B) (C)3 3、在水中加入等物质的量的、在水中加入等物质的量的AgAg+ +、PbPb2+2+、NaNa+ +、SOSO4 42-2-、NONO3 3- -、ClCl- -，将该溶液放在用惰，将该溶液放在用惰性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量之比为（和还原产物的质量之比为（ ）A A、35.5:108 B35.5:10

13、8 B、1:21:2C C、8:1 D8:1 D、108:35.5108:35.5C C水水增大增大增大增大水水增大增大减小减小水水增大增大不变不变电解质电解质减小减小增大增大电解质电解质减小减小电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质增大增大电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质减小减小练习练习4 4： 用惰性电极分别进行下列溶液电用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：下表：类型类型 电极反应特点电极反应特点 实例实例 电解水型电解水型 阴：阴：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2阳：阳：4OH4OH- -4e-4

14、e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 NaOH NaOH H H2 2SOSO4 4 NaNa2 2SOSO4 4 电解电解电解质型电解质型电解质电离出的阴、阳离子分电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电别在两极放电HClHClCuClCuCl2 2 放氢放氢生碱型生碱型阴极：水放阴极：水放H H2 2产生碱产生碱阳极；电解质阴离子放电阳极；电解质阴离子放电NaClNaCl放氧放氧生酸型生酸型阴极：电解质阳离子放电阴极：电解质阳离子放电阳极：水放阳极：水放O O2 2产生酸产生酸 CuSOCuSO4 4 5.5.用惰性电极进行溶液电解的规律：用惰性电极进行溶液电解的规律： 5 5、（广

15、东、江苏高考题）用惰性电极实现电解，、（广东、江苏高考题）用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pHpH不变不变B B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OHOH，故溶液，故溶液pHpH减小减小C C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为物的物质的量之比为1:21:2D D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为物的物质的量之比为1:11:1D D6.6.如上

16、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，甲通电后，甲池的池的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 7.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

17、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，而在和两极，电极产物值均减小，而在和两极，电极产物的物质的量之比为的物质的量之比为12的是的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D思考与交流思考与交流 请大家分析下列电解一段时间后，为请大家分析下列电解一段时间后，为了使其恢复到和原来的溶液一样，应加入了使其恢复到和原来的溶液一样，应加入什么物质？什么物质？HCl CuCl2 NaCl K2S CuSO4 AgNO3NaOH H2SO4（HCl气体）气体）（ CuCl2

18、 ）（HCl气体）气体）（H2S气体）气体）（CuO）（Ag2O）（H2O）（H2O）1 1、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（浓度应向其中加入（ ）A CuSOA CuSO4 4 B H B H2 2O C CuO D Cu(OH)O C CuO D Cu(OH)2 2C C2 2、用用石墨电极电解、用用石墨电极电解1mol/LNaCl1mol/LNaCl溶液，一溶液，一段时间后，此时段时间后，此时NaClNaCl溶液浓度变为溶液浓度变为0.5mol/L,0.5mol/L

19、,要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（ ）A A、NaCl(s) BNaCl(s) B、H H2 2O O C C、通入、通入HClHCl气体气体 D D盐酸盐酸C C练习练习3 3：如图所示，：如图所示，X X、Y Y分别是直流电源的电分别是直流电源的电极，通电后发现极，通电后发现A A极质量增加，极质量增加，B B极处有无色、极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（无臭的气体放出。符合这一情况的是（ ）A A思考？如何判断电解池的阴阳极呢？如何判断电解池的阴阳极呢？与正极相连的一极与正极相连的一极电子流入的一极电子流入的一极阴离子移向的一极阴

20、离子移向的一极产生产生ClCl2 2或或O O2 2的一极的一极质量减小的一极质量减小的一极阳极阳极练习练习1.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电都是惰性电极，通电一段时间后，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 1、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片刻，的混合溶液片

21、刻，阴极析出的物质是阴极析出的物质是 ；阳极产物是；阳极产物是 。2、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产物时，阳极的产物 是是 ；阴极的产物是；阴极的产物是 。练习练习3:CuCl2Ag+Ag3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。、试写出下列装置中所发生的电极反应式。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液(A) (B) (C)三、电解规律三、电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )、电解电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液溶液时，如电

22、解时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的原来的浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水例如：例如：电解电解Na2SO4溶液溶液增大增大水水、电解、电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸、，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶质的质量分

23、数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl气体气体)阳极：阳极： 2Cl 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 电解电解电解盐酸电解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解减小减小溶质溶质、电解、电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 2Cu2+ +4

24、e2Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液、电解、电解活泼金属的含氧酸盐溶液活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳

25、极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解电解 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变化变化溶液复原方法溶液复原方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 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阳极：阳极：4OH- 4e- = O2+2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- =

26、 2H2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不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- 4e- = O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuOH？CuO两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电