422电解池的分析方法与规律（课件）-高二化学（人教版2019选择性必修1）

走进奇妙的化学世界2022-2023选择性必修1第四章

化学反应与电能第二节

电解池第2课时电解池的分析方法与规律思考为什么不产生氢气呢？为什么不是氧气呢？说明：得失电子的能力不同失电子能力：（还原性）Cl-＞OH-得电子能力：（氧化性）Cu2+＞H+

学习

目标第2课时电解池的分析方法与规律PART01PART02掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写熟练掌握电解规律一、电极材料的分类根据电极本身是否参与反应，分为惰性电极和活性电极:惰性电极(C、Pt、Au)：

只起导电作用，不参与反应；溶液中阴离子失电子。活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：

活泼金属作阳极，金属失电子被氧化，

如Fe、Cu、Ag

阴极：不管是活性电极还是惰性电极都只起导电作

用，不参与反应。都是溶液中阳离子得电子。阳极【例1】右图是电解CuCl2溶液装置，其中c、d为石墨电极。1.判断正、负极；阴、阳极？2.产生气泡和电极质量增加的分别是？3.离子移动方向？4.电极反应式？5.标准状况下，产生2.24L氯气，电路

中通过的电荷量？二、放电顺序放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程。思考：在电解CuCl2溶液时，为什么是Cu2+在阴极放电，而不是H+？为什么是Cl-在阳极放电，而不是OH-？离子放电顺序与哪些因素有关？离子放电顺序取决于离子本身性质（得失电子能力），另外也与离子的浓度及电极材料有关。Cu2+

H+

>Cl-OH->失电子能力：（还原性）得电子能力：（氧化性）当溶液中有多种离子时，哪种离子先放电？离子得失电子的能力强的先放电阴极：

阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。

得电子能力（氧化性）强的离子先放电。Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>…>K+这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。这4种金属离子浓度较大时，先于H水+放电。Fe3+得电子能力比Cu2+强，但第一阶段Fe3+只被还原为Fe2+S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根（NO3-、SO42-、CO32-）>F-阳极:a.活泼金属电极b.惰性电极a:活泼金属作阳极,首先是阳极溶解,溶液中所有阴离子均不放电。（金、铂除外）电极反应：M－ne-＝Mn+b:惰性阳极（CPt）溶液中的阴离子放电顺序：三.电解池的分析方法与规律①活性电极：电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应，如：Fe、Cu、Ag

②惰性电极：电极自身不反应，只导电。如：Au、Pt、C(1)判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。阴极材料只要导电就可以

(2)分析电解质溶液中的全部离子并分为阴、阳两组提示:不要忘记水溶液中的H+和OH-,不要把H+、OH-误加到熔融电解质中。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序①阴极(与电极材料无关)：电极只导电，溶液中的阳离子放电阴极最常用的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋常见的阴极产物有Ag、Cu、H2Ag++e-=AgCu2++2e-=Cu2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-

②阳极(与电极材料有关):1.活性电极：

Fe、Cu、Ag

电极直接失去电子

反应式：M-ne-=Mn+Fe-2e-=Fe2+Cu-2e-=Cu2+Ag-e-=Ag+2.惰性电极：

Pt、石墨

溶液中的阴离子放电

阳极常见放电顺序：活性电极>Cl->OH-

2Cl--2e-=Cl24OH--4e-

=2H2O+O2↑

或

2H2O-4e-=4H++O2↑(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。书写反应的总离子方程式时,要注意:若参与电极反应的H+(或OH-)是由水电离出来的,用水的分子式表示。总结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应注意：1.若H+、OH－由水电离，则总反应中需将其变成H2O2.所有总反应的条件均为电解例题1、根据下列装置图，回答问题。(1)若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液。阳极：___________________；阴极：___________________；2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑思考？你能写出（1）的总反应式？(2)若A为Cu，B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液。阳极：___________________；阴极：___________________。Cu－2e－===Cu2＋

Cu2＋＋2e－===Cu(3)若A为碳棒，B为铁，电解质为Na2SO4溶液。阳极：____________________________；阴极：____________________________；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4H＋＋4e－===2H2↑阴极(H+):

2H++2e-=H2↑阳极(Cu):

Cu-2e-=Cu2+总反应：Cu+H2SO4

===CuSO4+H2↑电解溶质浓度增大，pH增大用银做电极电解硫酸钠阴极(H+):2H++2e-=H2↑阳极(Ag):2Ag-2e-=2Ag+总反应：2Ag+2H2O===2AgOH

+H2↑电解溶质浓度减小，pH增大例题2练习：以碳棒为电极，电解下列溶液，写出电极反应式1、CuCl2

HI

2、Na2SO4、H2SO4

、NaOH3、NaCl，4、AgNO3、e－e－CC阴极阳极电解质溶液实例电极反应浓度pH练习：写出下列电解池的电极反应式1、阳极为铁，阴极为铜，电解质为氯化铁2、阳极为铜，阴极为铁，电解质为氯化铜3、阳极为银，阴极为石墨，电解质为稀盐酸电解规律（惰性电极）

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH根据写出的电极反应式，你可以得出什么规律？2.电解后溶液的复原规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：(1)电解H2O型电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式阴极反应式pH变化复原加入物质减小增大不变H2O4OH-－4e－=O2↑＋2H2O4H＋＋4e－=2H2↑(2)电解电解质型电解质HClCuCl2阳极反应式阴极反应式Cu2＋＋2e－=CupH变化

复原加入物质2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑增大HClCuCl2(3)电解质和水都发生电解型电解质NaClCuSO4阳极反应式阴极反应式pH变化复原加入物质2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2Cu增大减小HClCuO或CuCO3电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。举例电极反应物质类别实例

含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳：4OH-－4e-＝O2↑+2H2O阴：4H++4e-＝2H2↑减小增大不变H2O阳：2Cl-－2e-＝Cl2↑阴：2H++2e-＝

H2↑增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳：2Cl-→

2e-＋Cl2↑阴：Cu2++2e-→

Cu↓增大CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳：2Cl-→

2e-＋Cl2↑阴：2H++2e-→

H2↑增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳：4OH-－4e-

＝O2↑+2H2O阴：2Cu2++4e-＝

2Cu↓减小CuO溶质和水同时电解水电解复原方法PH变化电解水型！电解电解质型！放氧生酸型！放氢生碱型！电解类型溶质电解电解规律〡惰性电极1.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的A2.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2OB3、用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是（）A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．KCl4、下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是（）电解质溶液阳极阴极 加入的物质ANaCl溶液 碳 铁 盐酸BNaOH溶碳 碳 水C硫酸铜溶液铜碳 硫酸铜D硫酸 铁 碳 H2OCB5.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是

A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变B小结:一、电解时电极产物的判断1.基本思路2.离子放电