电解原理课件

化学反应原理专题1—化学反应和能量变化电解池的工作原理考虑：电解质溶液为何能导电？考虑：电解质溶液导电过程中是否是单纯的物理过程？

在一个U型管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如右图），把湿润的KI－淀粉试纸放在与电源正极相连的电极附近，接通直流电源，观察U型管内发生的现象及试纸颜色的变化。CuCl2溶液（KI淀粉试纸）电流表的指针发生了偏转。阴极石墨棒上盖上了一层红色物质。湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。现象(Cu)(Cl2)交流1：氯化铜溶液在电流作用下为何只在阴极生成Cu，只在阳极生成Cl2？Cu和Cl2又是如何生成？1、在电场作用下，做定向运动：Cu2+Cl-阴极阳极2、在各极发生氧化还原反应:阳极：2Cl--2e-=Cl2阴极:Cu2++2e-=Cu结论1：电场作用下，阳离子定向移动到阴极；阴离子定向移动到阳极；结论2：阳离子在阴极发生还原反应；阴离子在阳极发生氧化反应；1、电解池的构成条件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叫做电解。像这种把电能转化为化学能的装置叫做电解池。PtPt

1、必须有外接直流电源（原电池）；2、必须有两个电极，电极与直流电源相连；①与电源正极相连的为阳极；与电源负极相连的为阴极；3、必须有电解质溶液，两极插入到电解质溶液中。②两电极能导电即可。切记：电解总反应的条件“通电”绝对不能省！！！！！2、电解池的工作原理阳极阴极＋－e－e－阴离子阳离子电子流动方向电解质溶液电源负极电解池阴极电源正极电解池阳极阳极发生氧化反应Rn－－ne－＝R阴极发生还原反应Nm++me-=N离子移动方向原电池和电解池中阴阳离子移动共性：阳离子→发生还原反应的电极阴离子→发生氧化反应的电极电解熔融态氯化钠的原理图1、分析通电前后熔融态中Cl-和Na+的运动情况？2、通电后两电极表面发生了什么化学反应？写出电极反应式？3、请分析电解过程中的电子流向？★电解池阴阳电极电极反应书写要领★第一步：确定阴、阳两极；把握阳极材料的性质；第二步：确定两极反应物质1、阳极---阳极材料或阴离子；阴极----阳离子

2、锁定电解质体系中阴、阳离子的种类；3、熟记阴阳离子放电顺序和OH-和H+放电反应式。第三步：书写，注意：1、电极名称必须写明；2、注意检验准确性。（原子守恒和电荷守恒）用惰性电极电解CuSO4溶液，试回答：（1）溶液中有哪些离子？（2）写出电极反应式；（3）写出电解总方程式；（4）电解过程中溶液pH值如何变化？CuSO4

CC把上题改为铜作电极，试回答：（1）写出电极反应式；（2）电解过程中溶液浓度如何变化？阴极阳极根据电解原理，请写出用惰性材料做电极时，电解下列各溶液的电极反应式及反应总式。Na2SO4(aq)NaOH(aq)H2SO4(aq)HCl(aq)CuSO4(aq)CuCl2(aq)√例：电解时发生如下反应：Cu+2H2O==Cu(OH)2+H2↑,下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是（）

H2OH2SO4Na2SO4CuSO4电解液PtFeCC阴极CuCuCuC阳极DCBA电解金属铁阴极＋－Na2SO4溶液试分析按左图装置电解，一段时间后可能看到什么现象？写出电极反应式及反应总式。现象：阳极铁逐渐溶解，阳极附近溶液渐显浅绿色；阴极上产生气泡；电解池底出现白色沉淀后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。若一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等），工业上常用电解原理对粗铜进行精炼。拓展视野粗铜的电解精炼粗铜纯铜

CuSO4溶液Zn、Fe、Ni、Ag、Au阳极（粗铜）：Cu－2e－=Cu2+1、比铜活泼的杂质也会同时失电子而溶解：Zn－2e－=Zn2+

Fe－2e－=Fe2+

Ni－2e－=Ni2+

阴极（纯铜薄片)：Cu2+＋2e－=Cu2、阳极泥：铜后金属Ag、Au等以单质形式沉积。（可作为提炼金、银等贵重金属的原料）电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加是否相等？例4：用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电进行电解，当电解液的pH值从6.0变为3.0时（设阴极没有H2放出，且电解液体积不变），电极上析出银的质量为（)A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg√例：用铂电极电解CuSO4溶液和KNO3混合溶液500mL，经过一段时间后，两极均得到标况下11.2L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为（）A.0.5mol/LB.0.8mol/LC.1.0mol/LD.1.5mol/L√原电池和电解池的比较比较项目电解池原电池能量转换典型特征电极类型电极反应氧化反应（失去电子）还原反应（获得电子）溶液中离子的迁移方向化学能转化为电能(放电)电能转化为化学能(充电)阳极，接电源正极阴极，接电源负极负极，活泼材料正极，不活泼材料阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳极阴极负极正极阴离子跑向发生氧化反应的电极；阳离子跑向发生还原反应的电极。二、电化学综合分析①有外接电源②电解材料可相同①电极材料肯定不相同②氧化还原反应可自发进行③反应不能自发进行例2：氢镍碱性电池的总反应式为，1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2放电充电写出充、放电时两极的反应，并归纳规律。一、放电（原电池）：1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2负极：正极：1/2H2+OH-－e-=H2ONiO(OH)+H2O+e-＝Ni(OH)2+OH-

二、充电（电解池）：Ni(OH)2=1/2H2+NiO(OH)阳极：阴极：Ni(OH)2+OH-－e-＝NiO(OH)+H2O

H2O+e-=1/2H2+OH-充电时阳极的反应为放电时正极反应的逆反应。充电时阴极的反应为放电时负极反应的逆反应。镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是（）A．充电时阳极反应Ni(OH)2–e-+OH-=NiO(OH)+H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动例：把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶液的表面皿中，如图所示经过一段时间后，最先观察到变红的区域是（）A．Ⅰ和ⅢB．Ⅰ和ⅣC．Ⅱ和ⅢD．Ⅱ和Ⅳ负：Zn-2e-=Zn2+正：O2+4e-+2H2O=4OH-阳：Fe-2e-=Fe2+阴：2H2O+2e-=H2+2OH-9.参照右组装实验装置（将碳电极放在高温火焰上灼烧到红热，迅速浸入冷水中，使它的表面变得粗糙多孔即可制成多孔碳棒电极）。电解质溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，电源用3-6V直流电源。多孔碳棒（1）切断开关S1，合闭开关S2，通直流电一段时间后出现如图所示变化，请回答：①标出电源的正、负极；x为

极，y为

极；②写出电极反应式：A：

，B：

。（2）一断时间后断开开关S2，按下开关S1，发现电流计的指针偏转。写出电极反应式：A：

，B：

。

负正2H2O+2e-=H2↑+2OH-2H2－4e-=4H+2H2O-4e-=O2↑+4H+O2+2H2O＋4e－＝4OH－

例：A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4(aq)滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若在A.B充满KOH溶液后的水槽中。切断K1，合闭K2、K3通直流电，则(1)在湿的Na2SO4（aq）滤纸条上的中心的KMnO4液滴，有什么现象

，理由是

。(2)标出电源的正、负极，a为

极，b为

极。(3)写出电极反应式：A中

；B中

。(4)若电解一段时间后，A、B中均被气体包围电极。此时切断K2、K3，合闭K1，则电流表的指针是否移动？(5)请