高中化學(xué) 第四章 第三節(jié) 電解池（第1課時(shí)）課件 新人教版選修4.ppt

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),第三節(jié) 電解池,第1課時(shí),選修4 化學(xué)反應(yīng)原理,氫氣,氧氣,電解 電解水 ：2 H2O =2 H2 O2,+,_,電解原理,思考回憶,1、電解質(zhì)是指在_能夠?qū)щ姷幕衔铩?2、電離是指電解質(zhì)在_或_狀態(tài)下離解成_的過(guò)程。 3、原電池是_ 的裝置 。 4、構(gòu)成原電池的條件是,水溶液或熔融狀態(tài)下,水溶液,熔融,自由移動(dòng)離子,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng),電解原理,探究實(shí)驗(yàn)1,無(wú) 現(xiàn) 象,沒(méi)有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng),甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件,分析原因:,電解原理,探究實(shí)驗(yàn)2,如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的

2、正極和負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中 ，再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。 約35min后切斷電源。,Cu,Cl2,陰極,陽(yáng)極,CuCl2溶液,電解原理,實(shí)踐探究,1、向氯化銅溶液中通入直流電,A：理論先行,思考1：氯化銅溶液中含有哪些微粒? 思考2：在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)？ 思考3：猜想在通電時(shí)在陽(yáng)極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？,陽(yáng)離子：Cu2+ H+ 陰離子：Cl- OH-,Cu2+ H+向陰極區(qū)移動(dòng)； Cl- OH-向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng),Cl-Cl2 OH-O2,H2O H+ + OH-,CuCl2 Cu2+2Cl-,陰極區(qū)：,Cu2+Cu H+H2,陽(yáng)極區(qū)：,

3、電解原理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流,B. 實(shí)驗(yàn)記錄,有氣泡逸出,有紅色固體析出,氯氣,銅,不能使帶火星木條復(fù)燃,使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),氧氣？,氫氣？,陰極,陽(yáng)極,電解原理,1.電解：,使直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，叫做電解。,3.構(gòu)成電解池的條件：,直流電源；,陰極:與電源負(fù)極相連 氧化反應(yīng),陽(yáng)極:與電源正極相連 還原反應(yīng),陰、陽(yáng) 電極,電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；,2.電解池：,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。,一、電解原理,形成閉合回路。,電解原理,陰離子失去電子，陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。,一、電解原理,影響離子放電的因素：,4.放電能力,電解原理,陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子

4、,金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。,金屬 S2IBrClOHNO3SO42F,陽(yáng)極：還原性強(qiáng)的離子先失電子,電解質(zhì)在水溶液中放電順序,掌握,除Pt、Au,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+ 濃度大時(shí)先于 H+放電 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中H+先放電,電解原理,離子放電順序：,陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。,活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，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 -

5、Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根離子）F-,陽(yáng)極：,電解原理,離子放電順序：,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(wú)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(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：,陰極:,電解原理,離子移動(dòng) 通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；,通電后：Cu2+H移向陰極， ClOH移向陽(yáng)極；,電極反應(yīng)：,2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）,Cu2+ 2e

6、 = Cu（還原反應(yīng)）,實(shí)驗(yàn)微觀解釋,陽(yáng)極：,陰極：,電解原理,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,陰極,陽(yáng)極,Cu,Cl2,電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)裝置,e-,e-,單擊電子流動(dòng),電解池中離子和電子的移動(dòng)方向,電解原理,電子的流向: 電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）,離子定向移動(dòng)的方向: 陽(yáng)離子向 陰極移動(dòng), 陰離子向 陽(yáng)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、又可以參與電極反應(yīng),電解原理,結(jié)一結(jié)：,電極反應(yīng)：,

7、陽(yáng)氧化、陰還原,離子流向：,異性相吸,電子流向：,電子從負(fù)極流向陰極，經(jīng)溶液離子 導(dǎo)電，再?gòu)年?yáng)極流回正極,(陽(yáng)氧),電解原理,思考?,電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果：,離子放電的順序,H+ Na+,OHSO42,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,陽(yáng)極 ：,陰極：,電解原理,寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)】,1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽(yáng)離子組和陰離子組。 2.根據(jù)放電規(guī)律，陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒） 3.由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)必須保持分子形式）,電解原理,例以石墨碳棒為電極，

8、請(qǐng)寫出電解下列溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。 CuSO4溶液:,想一想、做一做,陽(yáng)極：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-) 陰極：2Cu2+ +4e-2Cu,電解,總反應(yīng)式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,想一想，H+應(yīng)該在哪一極生成？,電解原理,例以石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。 (1)NaCl溶液: (2)CuSO4溶液:,想一想、做一做,陽(yáng)極：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-) 陰極：2Cu2+ +4e-2Cu,電解,總反應(yīng)式：2Cu2+2H2OC

9、u+O2+4H+,陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2H+2e-=H2 或(2H2O 2H+2OH-),總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H2+2OH-,電解,想一想，H+應(yīng)該在哪一極生成？,OH-在哪一極？,電解原理,電解池與原電池有哪些異同,兩電極接直流電源 電解質(zhì)溶液 形成閉合回路,活潑性不同的兩電極 電解質(zhì)溶液 形成閉合回路,形成條件,將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,定義,裝置 實(shí)例,電解池,原電池,裝置,電解原理,電解池與原電池有哪些異同(續(xù)),電源負(fù)極電解池陰極電解池陽(yáng)極電源正極,電子 流向,陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子 陰

10、極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子,負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子 正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子,電極 反應(yīng),陽(yáng)極：與電源正極相連 陰極：與電源負(fù)極相連,負(fù)極：較活潑金屬 正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）,電極 名稱,電解池,原電池,裝置,電解原理,練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。 AgNO3溶液,試一試,陽(yáng)極：4OH-4e-=2H2O+O2或(4H2O=4H+4OH-） 陰極：4Ag+4e-=4Ag 總反應(yīng)式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+,通電,電解原理,三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時(shí)),、電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，

11、如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù) 原來(lái)的濃度，只需加入一定量的 即可。,實(shí)質(zhì)：電解水,例如：電解硫酸鈉溶液,增大,水,電解原理,、電解無(wú)氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的 無(wú)氧酸鹽溶液，如電解鹽酸、CuCl2溶液等,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù) 原來(lái)的組成和濃度，需加入一定量的 (通入一 定量的HCl氣體),陽(yáng)極： 2Cl 2eCl2,陰極： 2H+ +2e H2 ,電解鹽酸,實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解,減小,溶質(zhì),電解原理,、電解不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。

12、,陽(yáng)極 ： 4OH4e2H2O +O2,陰極： 2Cu2+ +4e2Cu,電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢 復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。,電解CuSO4溶液,電解原理,、電解活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，電解質(zhì)和水 都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。,電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢 復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需通入一定量的HCl。,陽(yáng)極 (C)： 2Cl 2eCl2,陰極 (C)： 2H+ +2e H2 ,電解原理,電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié),陽(yáng)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+,電解原理,電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：,含氧酸,H2SO4,強(qiáng)堿,NaOH,活潑金屬的含氧酸鹽,Na2SO4,無(wú)氧酸,HCl,陽(yáng)極：4OH-4e- O2+2H2O 陰極：4H+ + 4e- 2H2,減小,增大,不變,H2O,陽(yáng)極：2Cl- -2e