江蘇省邳州市第二中學(xué)高中化學(xué)《4.3.1 電解池》課件 魯科版選修4.ppt

第三節(jié)電解池 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解電解池的原理 2 了解電解池的結(jié)構(gòu) 會書寫電極反應(yīng)式 3 了解電解飽和食鹽水 電鍍 電解精煉銅以及電冶金等電解原理的應(yīng)用 第1課時電解原理 課堂互動講練 探究整合應(yīng)用 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第1課時電解原理 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電解1 概念使電流通過 而在陰 陽兩極引起 的過程 電解質(zhì)溶液 氧化還原反應(yīng) 2 特點(diǎn) 1 電解是最強(qiáng)有力的 手段 是 填 可逆 或 不可逆 的 2 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程 就是電解質(zhì)溶液的 過程 二 電解原理1 電解池 1 概念 將 轉(zhuǎn)化為 的裝置 2 構(gòu)成 如圖 氧化還原 不可逆 電解 電能 化學(xué)能 直流電源 兩個電極 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 構(gòu)成閉合回路 2 工作原理 思考感悟 1 在電解池中離子的移動方向如何 并與原電池中離子移動方向作比較 2 在電解過程中 閉合回路是如何形成的 提示 1 在電解池中陽離子向陰極移動 陰離子向陽極移動 而在原電池中陽離子向正極移動 陰離子向負(fù)極移動 2 電子的方向與電流的方向相反 從電源負(fù)極流出 流向電解池的陰極 陰極附近的cu2 在陰極得電子被還原為銅 溶液中的陰陽離子定向移動 陽極附近的cl 在陽極失電子被氧化為氯原子 氯原子兩兩結(jié)合形成氯氣分子 失去的電子從陽極流向電源的正極 從而形成了閉合回路 1 下列關(guān)于電解槽的敘述中不正確的是 a 與電源的正極相連的是電解槽的陰極b 與電源的負(fù)極相連的是電解槽的陰極c 在電解槽的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)d 電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解槽的陰極解析 選a 與電源的正極相連的電極是陽極 與電源的負(fù)極相連的電極是陰極 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極發(fā)生還原反應(yīng) 電子流向 負(fù)極 陰極 陽極 正極 2 2011年河北正定中學(xué)高二月考 在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng) 同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是 雙選 a 原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)b 原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)c 原電池的負(fù)極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)d 原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)解析 選bc 原電池的正極和電解池的陰極發(fā)生的是還原反應(yīng) 原電池的負(fù)極和電解池的陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng) 3 如圖是電解cucl2溶液的裝置 其中c d為石墨電極 則下列有關(guān)判斷正確的是 a a為負(fù)極 b為正極b a為陽極 b為陰極c 電解過程中 d電極質(zhì)量增加d 電解過程中 氯離子濃度不變 解析 選c 電流從電源的正極流出 故a為電源的正極 b為負(fù)極 則c為陽極 d為陰極 在電解過程中 cu2 移向陰極d 在陰極放電析出cu 所以d電極質(zhì)量增加 cl 移向陽極c 在陽極放電析出cl2 溶液中氯離子濃度降低 課堂互動講練 1 陰 陽極的判斷 2 電解池中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫陽極 電子流出 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極 電子流入 得到電子 發(fā)生還原反應(yīng) 以石墨電極電解cucl2溶液為例 陽極 2cl 2e cl2 氧化反應(yīng) 陰極 cu2 2e cu 還原反應(yīng) 特別提醒 以惰性電極電解電解質(zhì)水溶液除了電解質(zhì)溶液外 要注意增加水電離的h 和oh 并對離子分組排序 即陽離子放電順序和陰離子放電順序兩組 按照各組首先放電的離子書寫電極反應(yīng)式 合并兩個電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式 如圖所示甲是剛浸過nacl溶液的石蕊試紙 a b兩銅片通過導(dǎo)線連接電源兩極 在銅片間的濾紙上滴一滴kmno4溶液 通電一段時間后 發(fā)現(xiàn)a b間的紫紅色圓點(diǎn)向a極移動了一段距離 則與a相連的是電源的 極 可發(fā)現(xiàn)濾紙的 極邊沿附近有 色出現(xiàn) 答案 正極b藍(lán) a 石墨電極上產(chǎn)生氫氣b 銅電極發(fā)生還原反應(yīng)c 銅電極接直流電源的負(fù)極d 當(dāng)有0 1mol電子轉(zhuǎn)移時 有0 1molcu2o生成 解析 選a 由電解總反應(yīng)可知 cu參加了反應(yīng) 所以cu作電解池的陽極 發(fā)生氧化反應(yīng) b選項(xiàng)錯誤 石墨作陰極 陰極上是溶液中的h 放電 電極反應(yīng)為 2h 2e h2 a選項(xiàng)正確 陽極與電源的正極相連 c選項(xiàng)錯誤 陽極反應(yīng)為2cu 2oh 2e cu2o h2o 當(dāng)有0 1mol電子轉(zhuǎn)移時 有0 05molcu2o生成 d選項(xiàng)錯誤 1 陽極產(chǎn)物的判斷 1 活性金屬電極電極金屬失電子 被溶解 生成對應(yīng)金屬陽離子 2 惰性電極 pt au c 陰離子失電子 生成對應(yīng)非金屬單質(zhì) 陰離子放電順序 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 2 陰極產(chǎn)物的判斷與電極材料無關(guān) 直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷 陽離子放電順序 ag hg2 fe3 cu2 h h 濃度較大時 pb2 sn2 fe2 zn2 h h 濃度較小時 al3 mg2 na ca2 k 特別提醒 陰 陽離子的放電順序不是絕對化的 放電情況與離子性質(zhì) 溶液濃度 電流強(qiáng)度和電極材料有關(guān) 在理解以上放電順序時要特別注意 如pb2 sn2 fe2 zn2 在h 濃度較小時放電能力排在h 前面 在h 濃度較大時放電能力排在h 后面 al3 mg2 na ca2 k 只在熔融狀態(tài)下放電 而在水溶液里不放電 3 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律小結(jié) 特別提醒 1 用惰性電極電解電解質(zhì)水溶液時 首先要全面分析電解質(zhì)溶液的組成 找全離子并分為陰 陽兩組 然后排出陰 陽離子的放電順序 寫出兩極上的電極反應(yīng)式 根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式寫出反應(yīng)的總方程式 2 若陰極為h 放電 則陰極區(qū)c oh 增大 若陽極區(qū)oh 放電 則陽極區(qū)c h 增大 若陰 陽極同時有h oh 放電 相當(dāng)于電解水 電解質(zhì)溶液濃度增大 飽和溶液例外 3 電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀的方法 少什么加什么 2011年湖北武漢調(diào)研 在25 時 用石墨電極電解2 0l0 5mol l 1cuso4溶液 5min后 在一個石墨電極上有6 4gcu生成 試回答下列問題 1 發(fā)生氧化反應(yīng)的是 極 電極反應(yīng)式為 2 若電解后溶液的體積不變 則電解后溶液的ph為 3 若將溶液恢復(fù)到與電解前一樣 則需加入 mol的 4 若用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極 電解后兩銅片的質(zhì)量相差 g 電解液的ph 填 變小 變大 或 不變 思路點(diǎn)撥 解答該題應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 通過簡單計(jì)算判斷出cuso4的電解情況 2 寫出正確的電極反應(yīng)方程式 并據(jù)之進(jìn)行運(yùn)算 3 電鍍池的特點(diǎn) 3 電解后生成的0 1molcu和0 05molo2脫離該體系 即相當(dāng)于0 1molcuo 因此若將溶液復(fù)原 則應(yīng)加入0 1molcuo 4 此時成為電鍍池 陽極 cu 2e cu2 陰極 cu2 2e cu 因此若陰極上析出6 4g銅 則陽極溶解6 4g銅 電解后兩銅片質(zhì)量差為6 4g 6 4g 12 8g 而電解液的ph不變 答案 1 陽4oh 4e 2h2o o2 2 1 3 0 1cuo 4 12 8不變 互動探究若在陽極收集到22 4l氣體 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 請判斷在陰極得到的產(chǎn)物及物質(zhì)的量是多少 cu2 2e cu 1 0mol2 0mol1 0mol2h 2e h2 2 0mol1 0mol故陰極所得到的產(chǎn)物cu為1 0mol h2為1 0mol 變式訓(xùn)練2下列有關(guān)用惰性電極電解agno3溶液一段時間后的說法正確的是 a 電解過程中陽極質(zhì)量不斷增加b 電解過程中溶液的ph不斷升高c 此時向溶液中加入適量的ag2o固體可使溶液恢復(fù)電解前的狀況d 電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2 1 由于生成hno3溶液 ph應(yīng)不斷降低 b項(xiàng)錯誤 要使溶液恢復(fù)電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng) 2ag2o 4hno3 4agno3 2h2o 得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì) 可使溶液恢復(fù)電解前的狀況 c項(xiàng)正確 或說明電解時減少了ag和o2 故加入相應(yīng)組合物質(zhì)ag2o 即可使電解質(zhì)溶液復(fù)原 探究整合應(yīng)用 解決有關(guān)電解問題的步驟1 首先要判定是否為電解池 有外接直流電源的是電解池 否則不是電解池 2 對于電解池 首先要考慮陽極材料 若為惰性電極 溶液中的陰離子被氧化 若為活性電極 則被氧化的是電極本身 3 若溶液中的陰 陽離子有多種 則根據(jù)離子放電順序判定什么離子先放電 什么離子后放電 并寫出電極反應(yīng)方程式 4 根據(jù)電極反應(yīng)方程式解答相關(guān)問題 2011年天津調(diào)研 如圖所示為直流電源電解稀na2so4水溶液的裝置 通電后在石墨電極a和