电解原理和电解规律.ppt

1、第四章 电化学基础,第三节 电解池,氢气,氧气,电解 电解水 ：2 H2O =2 H2 O2,+,_,思考回忆,1、电解质是指在_能够导电的化合物。 2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。 3、原电池是_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,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、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,CuCl2溶液,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极： Cu2+ 2e- = Cu,电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,CuCl2溶液,问题：

2、如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？,原电池是把化学能转变成电能的装置。,探究实验1,甲,无 现 象,没有且不能自发发生原电池反应,甲装置不满足构成原电池的条件,分析原因:,探究实验2,如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中 ，再接通12V直流电,观察现象。 约35min后切断电源。,Cu,Cl2,阴极,阳极,CuCl2溶液,实践探究,1、向氯化铜溶液中通入直流电,A：理论先行,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒? 思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？ 思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的

3、电极反应？产物可能是哪些？,阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：Cl- OH-,Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动,Cl-Cl2 OH-O2,H2O H+ + OH-,CuCl2 Cu2+2Cl-,阴极区：,Cu2+Cu H+H2,阳极区：,实验结果交流,B. 实验记录,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,不能使带火星木条复燃,使淀粉碘化钾试纸变蓝,氧气？,氢气？,阴极,阳极,1.电解：,使直流电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。,3.构成电解池的条件：,直流电源；,阴极:与电源负极相连 氧化反应,阳极:与电源正极相连 还原反应,阴、阳 电极,

4、电解质溶液或熔融电解质；,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,形成闭合回路。,比较原电池与电解池电极命名有何区别？,原电池的正负极由电极材料决定 电解池的阴阳极由电源决定,练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极,负,正,阳,阴,阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。,影响离子放电的因素：,4.放电能力,阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,金属 S2IBrClOHNO3SO42F,阳极：还原性强的离子先失电子,电解质在水溶液中放电顺序,掌握,除Pt、Au,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ +F

5、e2+Zn2+ 浓度大时先于 H+放电 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中H+先放电,离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极， Cl移向阳极；,电极反应：,2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,实验微观解释,阳极：,阴极：,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,单击电子流动,电解池中离子和电子的移动方向,小结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,离子流向：,异性相吸,电子流向：,电子从负极流

6、向阴极，经溶液离子 导电，再从阳极流回正极,(阳氧),与电源正极连 +电源-与电源负极连 氧化反应 还原反应 2Cl2e-=Cl2 阳极 惰性电极 阴极 Cu2+2e-=Cu 阴离子移向 CuCl2溶液 阳离子移向,电子流出,电子流入,电解的工作原理：,思考?,电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：,离子放电的顺序,H+ Na+,OHSO42,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,阳极 ：,阴极：,1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。 2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒） 3.由

7、阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式）,写电极反应【方法小结】,例以石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-) 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,想一想，H+应该在哪一极生成？,例以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 (1)NaCl溶液: (2)CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(

8、4H2O 4H+4OH-) 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：2H+2e-=H2 或(2H2O 2H+2OH-),总反应方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H2+2OH-,电解,想一想，H+应该在哪一极生成？,OH-在哪一极？,（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）,明确溶液中存在哪些离子,判断阴阳离子的放电顺序,根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式,书写电极反应式及总方程式的方法小结,判断电极材料,掌握方法 事半功倍哟！,（注意得失电子守恒）,由阴阳两电极反应式，合并得总反应式,（弱电解质的须

9、保持分子形式）,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,将化学能 转变成电能的装置,定义,装置 实例,电解池,原电池,装置,电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极 名

10、称,电解池,原电池,装置,练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。 AgNO3溶液,试一试,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或(4H2O=4H+4OH-） 阴极：4Ag+4e-=4Ag 总反应式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+,通电,三、电解规律(用惰性电极电解时),电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的浓度，只需加入一定量的 即可。,实质：电解水,例如：电解硫酸钠溶液,增大,水,电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液，如电解

11、盐酸、CuCl2溶液等,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一 定量的HCl气体),阳极： 2Cl 2eCl2,阴极： 2H+ +2e H2 ,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都 有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 2Cu2+ +4e2Cu,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。,电解CuSO4溶液,电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水 都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。,

12、电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。,阳极 (C)： 2Cl 2eCl2,阴极 (C)： 2H+ +2e H2 ,练习,1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,Cu,Cu,Fe,Cu,CuSO4溶液,稀硫酸溶液,2. 下列两个电解池的电极反应式,阳极,阴极,Cu - 2e- = Cu2 +,Cu2+ + 2e- = Cu,Cu - 2e- = Cu2 +,2H+ + 2e- = H2 ,练习3.,书写用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总方程式，并找一找有何规律？ 盐酸 氯化铜溶液 硫酸 氢氧化钠溶液 氯化钠溶液 硫酸铜溶液,石墨 石墨,盐酸

13、,阳极,阴极,总电极反应,2Cl- - 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e- = H2 ,2HCl = H2+Cl2,电解,C,C,CuCl2溶液,C,C,2Cl- - 2e- = Cl2 ,Cu2+ + 2e- = Cu,CuCl2 = Cu+Cl2,电解,两极为惰性电极(如C),两极为惰性电极(如C),NaOH溶液,H2SO4溶液,阴极,阳极,阳极,阴极,总电极反应式,4OH- - 4e- = O2 +2H2O,4H+ + 4e- = 2H2,2H2O= 2H2 + O2,电解,(1) NaCl溶液 (2) CuSO4溶液:,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2CuSO4+