高中化學(xué)選修四課件：431電解池(人教版)

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 電解池第一課時(shí)2有關(guān)電解 金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。 電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法。一、電解原理一、電解原理（以電解氯化鈉為例）（以電解氯化鈉為例）實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2) 陰極：有金屬鈉析出陰極陽極氯氣鈉

2、熔融NaCl 實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽離子陽離子：NaNa+ + 陰離子陰離子：ClCl- - 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱： 陽極（接電源正極） 陰極（接電源負(fù)極） 與電極材料無關(guān) （2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極：2Cl-2e- =Cl2 氧化反應(yīng) 陰極：2Na+ +2e-=2Na 還原反應(yīng)總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電電解:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解池:借助氧化還原反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置

3、。構(gòu)成條件: (1)外加直流電源 (2)與電源相連的兩個(gè)電極： 接電源正極的為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng) 接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) (3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì) 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向: 陽離子向 陰極移動(dòng), 陰離子向 陽極移動(dòng).惰性電極與活性電極： 惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng) 活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可

4、以參與電極反應(yīng) 電解過程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。電解過程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。以電解氯化銅為例以電解氯化銅為例實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2) 陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽離子陽離子：H H+ +、CuCu2+2+ 陰離子陰離子：OHOH- -、ClCl- - 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：（必須直流電） （1）確定電極名稱：

5、 陽極（接電源正極） 陰極（接電源負(fù)極） 與電極材料無關(guān) （3 3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng): : 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極： 2Cl 2Cl- -2e-2e- - = =ClCl2 2氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陰極陰極：CuCu2+2+2e+2e- - =Cu =Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)總式：總式：（2）判斷離子的放電順序： 陽離子：Cu2+H+ 陰離子：Cl-OH-（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況： CuCl2溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 電解離子放電順序：陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。

6、 活性材料作電極時(shí)：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -、SO42-(等含氧酸根離子）F-Ag+Fe3+ Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序要發(fā)生變化，相同時(shí)按H+,不同時(shí)按（H+） 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：陽極：陰極:電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原C

7、uCl2 陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小CuCl2CuCl2溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解1、電解電解質(zhì)型陽極陰極氧氣氫氣實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原Na2SO4 陽極: 4OH- -4e- = 2H2O+O2陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大不變 加H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2 +O2電解2、電解水型陽極陰極氯氣氫氣實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原NaCl 陽極: 2Cl-2e- =Cl2 陰極: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小增大 加HClNaCl溶液3、放氫生堿型陽極陰極氧

8、氣銅陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2陰極：Cu2+ 2e- =Cu減小減小 加CuOCuSO4溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解3、放氧生酸型電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F- 與區(qū)：電解本身型 如CuCl2 、HCl與區(qū)：放氫生堿型 如NaCl與區(qū)：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3與區(qū)：電解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.寫出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。鞏固練習(xí)2.如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述正確的是 A.P是電源的正極B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH- - 4e-=2H2O+O2C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變 B 3.在下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是AX是正極，Y是負(fù)極BX是負(fù)極，Y是正極CCuSO4溶液的PH值逐漸減小DCuSO4溶液的PH值不變a X Y bPtCuCu