《电解池》课件上课用

1、第三节 电解池高二化学组高二化学组2022年年6月月2日星期四日星期四1、电解质是指在、电解质是指在_能够导能够导电的化合物。电的化合物。2、电离是指电解质在、电离是指电解质在_或或_状态下离解成状态下离解成_的过程。的过程。3、原电池是、原电池是_ 的装置的装置 。4、构成原电池的条件是、构成原电池的条件是 水溶液或熔融状态下水溶液或熔融状态下水溶液水溶液熔融熔融自由移动离子自由移动离子把化学能转化为电能把化学能转化为电能两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应 Zn Cu CuCl2溶液溶液

2、写出右图原电池的电极反应、电池总反写出右图原电池的电极反应、电池总反应。应。负极：负极：Zn 2e- = Zn2+正极：正极： Cu2+ 2e- = Cu电池总反应：电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + CuCuCl2溶液溶液原电池是把化学能转变成电能的装置。原电池是把化学能转变成电能的装置。问题：如果问题：如果将两根石墨棒分别跟将两根石墨棒分别跟直流电源直流电源的的正极正极和和负极负极连接，连接，插入插入CuCl2 溶液中，溶液中，把把湿润湿润的的碘化钾淀粉试纸碘化钾淀粉试纸放在与直流电源放在与直流电源正极相连的电极附近，再接通正极相连的电极附近，再接通12V直流电直流电,观

3、察现象。观察现象。（这还是原电池装置吗（这还是原电池装置吗？）？）CC实验现象产物验证产物确定与电源与电源负极负极相相连连与电源与电源正极正极相相连连有气泡逸出有气泡逸出闻到闻到刺激性刺激性的气味的气味有有红色固红色固体体析出析出 实验现象实验现象: :电流表的指针：电流表的指针：发生偏转发生偏转 (1) (1)通电前，氯化铜溶液通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？离子的运动情况怎样？ (2)(2)通电时，这些离子的通电时，这些离子的运动情况有什么改变？运动情况有什么改变？ (3)(3)当离子定向运动到电当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么

4、变极表面上时，发生了什么变化？化？一、电解原理一、电解原理电极反应式电极反应式 阳极：阳极：阴极阴极: : C Cu2+2+ + 2Cl Cu + Cl2电解电解2Cl2Cl-2e-2e = Cl= Cl2 2 CuCu2+2+ 2e+ 2e = Cu = Cu总反应：总反应：离子化合价升高或失去电子离子化合价升高或失去电子 离子化合价降低或得到电子离子化合价降低或得到电子 ( (氧化氧化还原反应还原反应) ) ( (氧化反应氧化反应) ) ( (还原反应还原反应) ) 或或 CuCl2 Cu +Cl2电解电解书写总反应应注明条件（通电或电解），产物中气体要标注气体符号1. 通电后发生了氧化还

5、原反应通电后发生了氧化还原反应 ;2.外加电流的作用是这种化学变化的根本原因。外加电流的作用是这种化学变化的根本原因。离子流向离子流向:异性相吸异性相吸电极反应：电极反应：阳氧化、阴还阳氧化、阴还原原(阳氧阴还阳氧阴还)1、电解的定义：、电解的定义： 熔融态熔融态的的电解质电解质注意注意（4 4）电流必须是）电流必须是直流电直流电而不是交流电。而不是交流电。（5 5）熔融态的电解质熔融态的电解质也能被电解。也能被电解。（3 3）电解质溶液导电的过程就是）电解质溶液导电的过程就是电解电解过程。过程。2 2、电解池（电解槽）、电解池（电解槽）: :借助于借助于电流电流引起引起氧化还原氧化还原反应反

6、应的装置，也就是把的装置，也就是把电能电能转变为转变为化学能化学能的装置的装置叫做电解池或电解槽。故电解是一个叫做电解池或电解槽。故电解是一个非自发非自发的氧的氧化还原反应。化还原反应。 3 3、构成电解池的、构成电解池的条件条件两极材料可相同也可不同）两极材料可相同也可不同） 电解质电解质溶液溶液或或熔融态熔融态电解质电解质外加电源外加电源电解质溶液或熔融电电解质溶液或熔融电解质解质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解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将电能转变成化学能的装置将电能转变成化学能的装置将化学能转变成电能的装置将化学能转变成电能的

7、装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属

8、较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极 正极正极导线导线稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 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否有外接电源是否有外接电源；什么叫放电？ 在在电流电流的作用下这些的作用下这些阴、阳离阴、阳离子会作子会作定向运动定向运动，当这，当这些离子到达电极时，在电极表面阳离

9、子得到电子，阴些离子到达电极时，在电极表面阳离子得到电子，阴离子失去电子的过程叫做放电。（强者优先）离子失去电子的过程叫做放电。（强者优先）思考：思考：为何当一个电极存在多种可能的为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？一种离子放电？放电能力与什么因素有关？H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-CuCl2= Cu2+2Cl-H2O OH- + H+思考思考2 2 ： H H+ + 和和 OHOH- -为什么没有参与电解？为什么没有参与电解？CuCl2溶液中除了溶液中除了Cu2、Cl-，还有什

10、么离子？，还有什么离子？思考思考1：在通电时这些微粒各向什么区移动？在通电时这些微粒各向什么区移动？4.离子离子放电顺序放电顺序 离子的放电顺序主要取决于离子得失电子的能力，还与离子的放电顺序主要取决于离子得失电子的能力，还与离子的浓度离子的浓度有关有关（1） 阳离子放电顺序阳离子放电顺序阴极：阴极： 电子，发生电子，发生 反应，反应，_越强离子越强离子先得电子，即先放电先得电子，即先放电。得得还原还原氧化性氧化性AgAg+ +HgHg2+2+ FeFe3+3+CuCu2+2+ H H+ + （酸）（酸）PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+H H+ +（H H2 2

11、O O）AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa2+2+K K+ +（熔融态时放电熔融态时放电）。）。上述顺序基本上与金属活动顺序一致，上述顺序基本上与金属活动顺序一致，即即越活泼的金属，越活泼的金属，其阳离子越难结合电子其阳离子越难结合电子，但，但FeFe3+3+氧化性较强，排在氧化性较强，排在CuCu2+2+之之前前。 （2） 阴离子放电顺序阴离子放电顺序阳极上失电子的顺序：阳极上失电子的顺序：活性电极（金属电极）无氧酸根离子（活性电极（金属电极）无氧酸根离子（S2IBrCl）OH含氧酸根离子含氧酸根离子F。 惰性电极惰性电极: : 只传递电子本身不失电子，如只传递电子本身不

12、失电子，如C、Pt、Au等等 先失电子，即先放电先失电子，即先放电失失氧化氧化还原性还原性除Pt、Au特殊离子1.电极反应规律总结：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近及阴阳两极附近离离子种类子种类及离子放电顺序及离子放电顺序16电解规律电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )电解电解时，时，如电解如电解H2SO4、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e

13、2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解 电解后溶液的浓度电解后溶液的浓度 ，若要恢复原来的浓度，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水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 电解后溶液的浓度电解后溶液的浓度 ，若要恢复原来的组成和浓度，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的需加入一定量的 (通入一定量的通入一定量的HCl气体气体)阳极：阳极： 2Cl 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总

14、反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 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 通电通电阳极：阳极：2Cl - - 2e- = Cl2阴极：阴极：Cu2+ + 2e- = Cu总反应式：总反应式：CuClCuCl2 2 = Cu + Cl = Cu + Cl2 2电解电解CuClCuCl2 2溶液溶液电解电解活泼金属的无氧酸盐溶液活泼金属的无氧酸盐溶液时，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。电解后溶液的电解后溶液的pH_，若要恢复原来的组成和浓，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量度，需加

15、入一定量_。阳极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ H2 + Cl+ Cl2 2 电解实质：电解质和水被电解实质：电解质和水被电解增大增大HClHCl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+ +4e2Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解后溶液的电解后溶液的pH_，

16、若要恢复原来的组成和浓，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量度，需加入一定量_。电解电解CuSO4溶液溶液减小减小CuOCuO实质：电解质和水被电解实质：电解质和水被电解 1、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变化变化溶液复原溶液复原方法方法物质类别物质类别实例实例电电解解水水型型 电解电解电解电解质型质型 放氢放氢生碱型生碱型 放氧放氧生酸型生酸型含氧酸含氧酸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 产物为产物为O2和和H+阴极阴极:4H+ + 4e- = 2H2 产物为产物为H2和和OH-减小减小增大增大不变不变H2