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1、第四章 电化学基础 第二节 化学电源 人教版选修4 化学反应原理 复习回顾 原电池：将化学能转变为电能的装置。 想一想：构成原电 池的条件是什么? Zn Cu CuCl2溶液 e e 两个活性不同的电极 电解质溶液(一般与活泼性强 的电极能发生氧化还原反应) 形成闭合回路 (4)自发进行的氧化还原反应 复习回顾 原电池：将化学能转变为电能的装置。 问一问：原电池的 电极如何判断? Zn Cu CuCl2溶液 e e 负负极正极 较较活泼泼金 属 较较不活泼泼金属 或非金属 电电子流出电电子流入 氧化反应应还还原反应应 CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化，分解生成了Cu和Cl2 一、电
2、解原理（以电解氯化铜为例） 实验4-2：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液 阴极阳极 氯 气 铜 CuCl2溶液 有气泡，气体有刺 激性气味，并能使 湿润的 KI-淀 粉试纸变蓝 碳棒上有一层红色 的物质析出 现象： 阴极： 阳极： 铜 Cl2 结论： 第三节 电解池 一、电解原理 1、电解： 使电流通过电解质溶液而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程。 2、电解池（电解槽）： 把电能转化为化学能的装置 注意：电流必须是直流而不是交流。 熔融态的电解质也能被电解。 【思考1】电解池的两极是怎样确定的？ 、两个电极及电极反应 阴极：与电源负极相连电子流进还原反应 阳极：与电源正极相连电子流出氧化反
3、应 、两个电极的确定及电极反应 e e C C CuCl2溶液 阴极阳极 、两个电极的类型： 惰性电极(铂、金、石墨)： 仅仅导电，不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属)： 既可以导电、又可以参与电极反应 惰性电极与活性电极 【思考2】形成电解池的条件是什么？ Cu Cu CuCl2溶液 阴极阳极 C C CuCl2溶液 阴极阳极 4、形成电解池的条件 e e C C CuCl2溶液 与电源相连的两个电极 电解质溶液或熔化的 电解质 形成闭合回路 阴极阳极 【思考3】在电解过程中，电子、离子 是如何形成闭合回路的？ 电子的流向: 电子从外加电 源的负极流出，流到电解 池的阴极，再从阳极流回
4、电源正极。（注意：电子 只在外电路定向移动，不 能从溶液中移动） 离子定向移动的方向: 阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动。 【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？ e e C C CuCl2溶液 阴极阳极 电解氯化铜溶液微观模拟 实验分析： 、电电极反应应式的书书写： （以电电解CuCl2 为为例） e e C C CuCl2溶液 阴极阳极 阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电 阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应 阳极：2Cl- -2e- Cl2 氧化反应应 总反应式： CuCl2 Cu+Cl2 电解 加CuCl2溶液 变小 【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？ 【思考7】若要使电解
5、质溶液复原，怎么办？ 【思考8】什么叫放电？ 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是 H+和OH-？ 阴离子放电：阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关与阴离子的还原性的相对强弱有关 阳离子放电：阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关与阳离子的氧化性的相对强弱有关 【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？ 、离子放电顺序： AgAg + + FeFe3+ 3+Cu Cu2+ 2+H H + + FeFe2+ 2+Zn Zn 2 2+ + (HH + + ) Al Al3+ 3+Mg Mg2+
6、2+Na Na + + CaCa2+ 2+K K + + 阳离子在阴极上放电顺序是：阴极 : 活性材料作电极时：金属在阳极失 电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容 易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时： 溶液中阴离子的放电顺序是： S S 2-2-I I - - BrBr - - ClCl - - OHOH - - NONO 3 3 - - 、SOSO 4 4 2-2-( (等含氧酸根离子） 等含氧酸根离子）FF - - 阳极： 熔融的氯化钠中有Na+和Cl ，Na+在 阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成 氯气。 阴极：2Na+ +2e- = 2Na （氧化反应） 阳
7、极：2Cl- -2e- = Cl2 （还原反应） 总式： 2NaCl 2Na+Cl2 电解 阴极 阳极 氯 气 钠 熔融NaCl 【思考14】分析电解反应（用惰性电极时） 的一般思路是什么？ 小结1：分析电解反应(用惰性电极时) 的一般思路： 明确溶液中存在哪些离子 根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、 还原性强弱判断反应的离子先后， 最后分析得出产物 阴阳两极附近有哪些离子 【思考15】电解与电离有哪些异同呢？ 【思考17】电解池有什么规律？ 电解池 能量转换 离子的迁移 方向 发生氧化反应 的电极 发生还原反应 的电极 反应能否自发 电能转化为化学能 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）
8、阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移 原电池 化学能转化为电能 负极 正极 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移 相同点 (从原理分析 ) 都是氧化还原反应 小结3：原电池与电解池的比较: 不自发自发 小结4：电解规律 阴极 阳极 氯 气 铜 实例电极反应 浓度PH 值 复原 CuCl2 阳极：2Cl-2 e- =Cl2 阴极：Cu2+ 2e-=2Cu 减小 增大 CuCl2 CuCl2溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解 阳极阴极 氧 气 氢 气 实例电极反应 浓度PH 值 复原 Na2SO4 实例电极反应 浓度PH 值 复原 Na2SO4 阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 阴极:
9、 4H + 4e- = 2H2 变大 不 变 加 H2O Na2SO4溶液 2H2O 2H2 + O2 电解 阳极阴极 氯 气 氢 气 实例电极反应 浓度PH 值 复原 NaCl 阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2 阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解 减小 增 大 加 HCl NaCl溶液 实实例电电极反应应浓浓度PH值值复原 CuSO4 阳极阴极 氧 气 铜 阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极：Cu2+ 2e- = Cu减小减小 加 CuO CuSO4溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2
10、SO4 电解 电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F- 与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH 阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液用惰性电极电解的示例： 电电 解 类类 型 举举 例 电电极反应应 溶液 PH 变变化 溶液 复原 方法 物质类别质类别实实例 仅仅 溶 剂剂 水 电电 解 仅仅 溶 质质 电电 解 溶 质质 和溶 剂剂 都 电电 解 含氧酸H2SO4
11、强碱NaOH 活泼泼金属的 含氧酸盐盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 阴极:4H+ + 4e- = 2H2 阳极:4OH-4e-=O2+2H2O 减小 增大 不变变 H2O 阳极:2Cl- 2e-=Cl2 阴极:2H+2e- = H2 增大 HCl 不活泼泼金属 的无氧酸盐盐 CuCl2阳极:2Cl- 2e- =Cl2 阴极:Cu2+2e- = Cu 增大 CuCl2 活泼泼金属的 无氧酸盐盐 NaCl 阳极:2Cl-2e- =Cl2 阴极:2H+2e- = H2 增大 HCl 不活泼泼金属 的含氧酸盐盐 CuSO4阳极:4OH -4e-=O 2+2H2O 阴极:2Cu2+4e- = 2Cu
12、减小 CuO 放氢生 碱 放氧生 酸 巩固练习巩固练习 1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书 写(惰性电极，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO4 2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶 液时，阴极析出的物质是_；阳极产物是 _。 3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时， 阳极的产物是_；阴极的产物是_。 练习练习 4 4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。 石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁 CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液 (A) (B) (C) 练习练习 5、如图所示
13、装置，指出A、B池的名称、电极名 称、电极反应式、二池pH值的变化情况。 （ A ）（B）（C） （D） CuSO4AgNO3 AgNO3 NaHSO4 AgCu CuC Pt Pt AgFe 6.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液 PH值的变化。 7.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙 述正确的是 A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电 极均参加了反应 D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变 B 8.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液， 电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的 pH值均减小，而在和两极，电极产物 的物质的量之比为12的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D 9.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极， 通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下 列说法正确的是 AX是正极，Y是负极 BX是负极，Y是正极 CCuSO4溶液的PH值逐渐减小 DCuSO4溶液的PH值不变 a X Y bPt Cu CuSO4溶液NaCl和酚酞溶液 AC 练习
