【課件】《電解池》課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)電解池化學(xué)能電能？下圖裝置能量是如何轉(zhuǎn)化的？

U型管內(nèi)裝入綠色的CuCl2溶液，兩端各插入石墨電極，接入直流電源陰極：與直流電源負(fù)極相連的電極陽極：與直流電源正極相連的電極

【規(guī)定】實(shí)驗(yàn)4-2。。。。。。。。CuCl2溶液。。。。。。。。陰極陽極Ａ－

＋

現(xiàn)象結(jié)論反應(yīng)陰極陽極碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)。碳棒上有氣泡放出，并可聞到刺激性氣味，同時(shí)看到濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)。有Cu生成有Cl2生成Cu2++2e－=Cu（還原反應(yīng)）2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2

＝＝Cu+Cl2↑通電一、電解原理2.電解定義：使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。（一）電解1.裝置：電解池（電解槽）---------把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置思考與交流1.通電前，氯化銅溶液中主要有哪些離子？運(yùn)動(dòng)情況如何？2.通電后，離子的運(yùn)動(dòng)情況有什么改變？3.為什么陰極上附著有紅色的銅，而陽極上產(chǎn)生了大量Cl2？)Cu2+

、Cl－

、H+

、OH－

Cu2+H+向陰極定向移動(dòng)，Cl－OH－向陽極定向移動(dòng)

陰離子在陽極失電子，由于Cl-

比OH-更容易失電子，因此2Cl--2e-=Cl2↑，同理，Cu2+

在陰極比H+更容易得電子，因此Cu2++2e-=Cu4.裝置中電子的流動(dòng)方向如何？電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程，實(shí)質(zhì)為電解過程，電解為化學(xué)變化CuCl2溶液陰極Ａ－

＋

陽極（二）構(gòu)成電解池的條件：：可以是相同材料，也可以是不同材料溶液熔融態(tài)的離子化合物1.兩個(gè)電極2.電解液3.外接直流電源（三）電解池的兩極特點(diǎn)陰極（與負(fù)極相連）陽極（與正極相連）電子流動(dòng)離子移動(dòng)

反應(yīng)類型

還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電子流入電子流出陽離子定向移動(dòng)方向陰離子定向移動(dòng)方向1.陰極:

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>

Fe2+

陽離子得電子的順序：按金屬活動(dòng)性順序，越不活潑的金屬的離子越容易得到電子。（四）兩極反應(yīng)及電解方程式的書寫陰極電子堆積吸引陽離子陰極：Bn+＋ne－＝B還原反應(yīng)2.陽極:氧化反應(yīng)S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子（2）若為惰性電極(石墨、Pt、Au

），則比較溶液中的陰離子，易失電子優(yōu)先放電。首先看電極材料思考：金屬單質(zhì)與非金屬陰離子失電子誰強(qiáng)？（1）若為金屬電極(除Pt、Au

外)，則金屬失電子如：Fe－2e－=Fe2+R－ne－=Rn+Am－－me－=A如：4OH－－4e－=2H2O+O2↑惰性電極電解Na2SO4

溶液

陽極氧氣Na2SO4溶液實(shí)例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

陽極:4OH---4e-=

2H2O+O2

↑陰極:

2H++2e-=H2↑變大不變

加H2O2H2O2H2↑

+O2↑電解氫氣陰極1.寫出用惰性電極電解下列溶液：①Na2S②AgNO3③KOH④KNO3⑤H2SO4⑥HCl的各電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式，并指明電解后溶液的pH變化練習(xí)物質(zhì)電極方程式PHNa2S陽陰總AgNO3陽陰總S2--2e-=S2H++2e－=H2↑S2-+2H2O===2OH-+H2↑+S電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑Ag++e－=Ag4Ag++2H2O===4H++O2↑+4Ag電解不變增大增大減小減小不變【結(jié)論1】電解：水+電解質(zhì)放H2生堿放O2生酸含氧酸氫后金屬鹽無氧酸氫前金屬鹽物質(zhì)電極方程式PHKOH陽陰總KNO3陽陰總H2SO4陽陰總2H++2e－=H2↑2H2O===O2+2H2↑電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑不變增大增大減小減小4OH－－4e－=2H2O+O2↑2H++2e－=H2↑2H2O===O2+2H2↑電解2H2O===O2+2H2↑電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑2H++2e－=H2↑增大減小增大減小【結(jié)論2】電解：水氫前含氧酸鹽及含氧酸、堿物質(zhì)電極方程式PHHCl陽陰總2Cl--2e-=Cl2↑不變2H++2e－=H2↑增大2HCl===Cl2↑+H2↑電解增大【結(jié)論3】電解：電解質(zhì)自身無氧酸氫后金屬鹽無氧酸

石墨鐵

Ａ－

＋

練習(xí)不同電極電解NaCl(酚酞）溶液鐵石墨Ａ－

＋

陰極：2H++2e-==H2↑

電解陽極：Fe-2e-==Fe2+

Fe+2H2O====Fe(OH)2+H2↑。。。。。。。。陰極：2H++2e-==H2↑

電解陽極：2Cl----2e-==Cl2↑

2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑

+Cl2↑用陽極a和陰極b電解c的水溶液一段時(shí)間，然后加入d，能使溶液恢復(fù)到電解前狀態(tài)的正確組合是(雙選)(

)練習(xí)若將C中銅電極全部改為石墨電極，應(yīng)該加入什么物質(zhì)？變式1：如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為

mol變式2：如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解）,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為

mol電解池能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極

發(fā)生還原反應(yīng)的電極

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)（五）原電池與電解池的比較:電子的遷移方向電源負(fù)極e-

陰極陽極e-

電源正極負(fù)極e-正極（3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)（）（2）金屬導(dǎo)電是物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程是化學(xué)變化（

）1.判斷（1）電解、電離均需要通電才能實(shí)現(xiàn)（）√××練習(xí)2.分析下列各圖，（

）是原電池（）是電解池。①③⑤⑥⑦練習(xí)3.指出下列裝置名稱，寫出電極名稱、電極反應(yīng)式稀硫酸Cu(NO3)2溶液CCFeC練習(xí)易發(fā)生氧化還原反應(yīng)的構(gòu)成原電池，其余的為它為電源下工作的電解池練習(xí)：假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。（已知金屬活動(dòng)相差越大，形成原電池時(shí)越容易放電）①～⑧為各裝置中的電極編號(hào)。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．當(dāng)K閉合時(shí)，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源B．當(dāng)K斷開時(shí)，B裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生C．當(dāng)K閉合后，整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰佟?；⑦→⑥；⑤→④；③→②D．當(dāng)K閉合后，A、B裝置中pH變大，C、D裝置中pH不變A．圖中甲池為原電池裝置，Cu電極發(fā)生還原反應(yīng)()B．實(shí)驗(yàn)過程中，甲池左側(cè)燒杯中NO3－的濃度不變()C．若用銅制U形物代替“鹽橋”，工作一段時(shí)間后取出U形物稱量，質(zhì)量會(huì)減小()變式----判斷正誤請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）:放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是______________;在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí)，若按下圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上的電極反應(yīng)式為__________、B電極上生成________例：鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極隔板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+4H++2SO42-PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2OPbSO4＋2e－=Pb+SO42－

PbO2充電時(shí)，電源負(fù)極接電池負(fù)極，電源正極接電池正極2PbSO4+2H2O二.可逆電池練習(xí)1：一種大型蓄電系統(tǒng)的電池總反應(yīng)為：2Na2S2+NaBr3=Na2S4+3NaBr，電池中的左右兩側(cè)為電極，中間為離子選擇性膜(在電池放電和充電時(shí)該膜允許鈉離子通過)；放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后，分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列說法正確的是（

）A．充電過程中，Na+

離子的流向?yàn)閺挠业阶驜．充電過程中，陽極的電極反應(yīng)為：3NaBr–2e-=NaBr3+2Na+

C．放電前，左側(cè)電解質(zhì)為Na2S2，右側(cè)電解質(zhì)為NaBr3D．放電過程中，電子由負(fù)極通過外電路流向正極練習(xí)2：已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li＋SLi2S有關(guān)上述兩種電池說法正確的是(

)A．鋰離子電池放電時(shí)，Li＋向負(fù)極遷移

B．鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)

C．理論上兩種電池的比能量相同

D．下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電(一)氯堿工業(yè)陰極：2H++2e－=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解陰極陰極陽極二、電解原理的應(yīng)用1.原理1.試說明陰極區(qū)為什么會(huì)有NaOH產(chǎn)生？2.如何證明兩極上的生成物？思考與交流陰極區(qū)H2OH++OH－，2H++2e－=H2↑，使水的電離平衡正向移動(dòng)，陰極區(qū)生成OH－，使溶液呈堿性NaOHH2

Cl2

酚酞試液爆鳴濕潤的淀粉KI試紙CC思考3、工業(yè)生產(chǎn)中能否直接用該裝置進(jìn)行生產(chǎn)？1.H2和Cl2

混合不安全2.Cl2會(huì)和NaOH反應(yīng)，會(huì)使得到的NaOH不純2.主要設(shè)備---------陽離子交換膜電解槽

陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)

陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)

陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。3.離子交換膜的作用：

(1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸。

(2)避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。4.電解飽和食鹽水的生產(chǎn)流程5.以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)練習(xí)1：某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()。

A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl

B．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；HClO和NaCl練習(xí)2：用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)(1)圖中a極要連接電源的________(填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是________。(2)SO32－放電的電極反應(yīng)式為___________。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因：_____練習(xí)3：以鉻酸鉀為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下：①根據(jù)裝置圖結(jié)合必要的化學(xué)方程式解釋如何由鉻酸鉀制的重鉻酸鉀②寫出電解的總化學(xué)方程式通電后

陽極（銅片）：

Cu-2e-=Cu2+

陰極（被鍍金屬）：Cu2++2e-=Cu通電前

CuSO4=Cu2++SO42-

如將鐵器件、金屬銅分別和直流電源的陰極和陽極相連，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，接通電源時(shí)發(fā)生什么電極反應(yīng)？思考（二）電鍍陽極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子的溶液—電鍍池（電解池一種特殊形式）：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。（1）概念Mn++ne