《人教版高中化学选修4-化学反应原理-第四章-第三节-电解池(第1课时)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中化学选修4-化学反应原理-第四章-第三节-电解池(第1课时)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019年4月20日星期六,1,第四章 电化学基础,第三节 电解池,第1课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修4 化学反应原理,2019年4月20日星期六,2,氢气,氧气,电解 电解水 ：2 H2O =2 H2 O2,+,_,电解原理,2019年4月20日星期六,3,思考回忆,1、电解质是指在_能够导电的化合物。 2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。 3、原电池是_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,把化学能转化为电能,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,电解原理,2019年4月20日星期六,4
2、,探究实验1,无 现 象,没有且不能自发发生原电池反应,甲装置不满足构成原电池的条件,分析原因:,电解原理,2019年4月20日星期六,5,探究实验2,如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中 ，再接通12V直流电,观察现象。 约35min后切断电源。,Cu,Cl2,阴极,阳极,CuCl2溶液,电解原理,2019年4月20日星期六,6,实践探究,1、向氯化铜溶液中通入直流电,A：理论先行,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒? 思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？ 思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？,阳离子：C
3、u2+ H+ 阴离子：Cl- OH-,Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动,Cl-Cl2 OH-O2,H2O H+ + OH-,CuCl2 Cu2+2Cl-,阴极区：,Cu2+Cu H+H2,阳极区：,电解原理,2019年4月20日星期六,7,实验结果交流,B. 实验记录,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,不能使带火星木条复燃,使淀粉碘化钾试纸变蓝,氧气？,氢气？,阴极,阳极,电解原理,2019年4月20日星期六,8,1.电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做电解。,3.构成电解池的条件：,直流电源；,阴极:与电源负极相连 氧化反应,
4、阳极:与电源正极相连 还原反应,阴、阳 电极,电解质溶液或熔融电解质；,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,形成闭合回路。,电解原理,2019年4月20日星期六,9,阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电。,一、电解原理,影响离子放电的因素：,4.放电能力,电解原理,2019年4月20日星期六,10,阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,金属 S2IBrClOHNO3SO42F,阳极：还原性强的离子先失电子,电解质在水溶液中放电顺序,掌握,除Pt、Au,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+
5、浓度大时先于 H+放电 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中H+先放电,电解原理,2019年4月20日星期六,11,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,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（由难到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,阳极：,电解原理,2019年4月20日星期六,12,离子放电顺序：,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+N
6、a+Ca+K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）,无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阴极:,电解原理,2019年4月20日星期六,13,离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+ H移向阴极， Cl OH移向阳极；,电极反应：,2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,实验微观解释,阳极：,阴极：,电解原理,2019年4月20日星期六,14,Cu2+,ooooooooooooooooo
7、ooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,单击电子流动,电解池中离子和电子的移动方向,电解原理,2019年4月20日星期六,15,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，再从阳极流回电源正极。（注：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.,惰性电极与活性电极： 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,电解原理,2019年4月20日星期六,16,结一结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,离子流向：,异性相吸,电
8、子流向：,电子从负极流向阴极，经溶液离子 导电，再从阳极流回正极,(阳氧),电解原理,2019年4月20日星期六,17,思考?,电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：,离子放电的顺序,H+ Na+,OHSO42,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,阳极 ：,阴极：,电解原理,2019年4月20日星期六,18,写电极反应【方法小结】,1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。 2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒） 3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质必须保持分子形式）,电
9、解原理,2019年4月20日星期六,19,例以石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-) 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,想一想，H+应该在哪一极生成？,电解原理,2019年4月20日星期六,20,例以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 (1)NaCl溶液: (2)CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(4
10、H2O 4H+4OH-) 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：2H+2e-=H2 或(2H2O 2H+2OH-),总反应方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H2+2OH-,电解,想一想，H+应该在哪一极生成？,OH-在哪一极？,电解原理,2019年4月20日星期六,21,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路,形成条件,将电能转变成化学能的装置,将化学能转变成电能的装置,定义,装置 实例,电解池,原电池,装置,电解原理,2019
11、年4月20日星期六,22,电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极 名称,电解池,原电池,装置,电解原理,2019年4月20日星期六,23,练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。 AgNO3溶液,试一试,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或(4H2O=4H
12、+4OH-） 阴极：4Ag+4e-=4Ag 总反应式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+,通电,电解原理,2019年4月20日星期六,24,三、电解规律(用惰性电极电解时),、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的浓度，只需加入一定量的 即可。,实质：电解水,例如：电解硫酸钠溶液,增大,水,电解原理,2019年4月20日星期六,25,、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的组成和
13、浓度，需加入一定量的 (通入一 定量的HCl气体),阳极： 2Cl 2eCl2,阴极： 2H+ +2e H2 ,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,电解原理,2019年4月20日星期六,26,、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 2Cu2+ +4e2Cu,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。,电解CuSO4溶液,电解原理,2019年4月20日星期六,27,、电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水 都有一部分被电解，如电解NaC
14、l溶液等。,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。,阳极 (C)： 2Cl 2eCl2,阴极 (C)： 2H+ +2e H2 ,电解原理,2019年4月20日星期六,28,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+,电解原理,2019年4月20日星期六,29,
15、电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e- O2+2H2O 阴极：4H+ + 4e- 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl- -2e- Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl- -2e- Cl2 阴极：Cu2+2e- Cu,减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl- -2e- Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH- -4e- O2+2H2O 阴极：2Cu2+4e- 2Cu,减小,CuO,电解原理,2019年4月20日星期六,30,Thanks 谢谢您的观看！,
