《名校联盟江苏省邳州市第二中学高中化学选修四课件第1课时电解的原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《名校联盟江苏省邳州市第二中学高中化学选修四课件第1课时电解的原理（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2节电能转化为化学能节电能转化为化学能电解电解第第1课时电解的原理课时电解的原理学.科.网zxxkw1.理理解解电电解解的的原原理理，掌掌握握电电解解、电电解解池池、电电极反极反应应的概念。的概念。2掌掌握握电电解解池池的的构构造造，能能正正确确判判断断阴阴极极、阳阳极极，根根据据阴阴、阳阳离离子子在在电电极极上上的的放放电电顺顺序序,能正确写出能正确写出电电极反极反应应式和式和电电解解总总方程式。方程式。3初步掌握有关初步掌握有关电电解的解的简单计简单计算。算。课程标准导航课程标准导航1电电解解让让直流直流电电通通过电过电解解质质溶液或熔融的溶液或熔融的电电解解质质，在两个在两个电电极上
2、分极上分别发别发生氧化反生氧化反应应和和还还原反原反应应的的过过程。程。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习自主学习自主学习2电电解池解池(1)定定义义：将：将_转转化化为为_的装置。的装置。(2)组组成：成：_电电源，源，_电电极材料，极材料，电电解解质质溶液或溶液或_电电解解质质。(3)电电极及极及电电极反极反应应电电极的确定极的确定电电能能化学能化学能直流直流固体固体熔融熔融电电极反极反应应在在电电极上极上进进行的行的_，它可以表示，它可以表示电电极上物极上物质质的的变变化和化和电电子的子的转转移。移。半反半反应应zxxkw1如如图图所示的装置能所示的装置能够组够组成成电电解
3、池的是解池的是()自主体验自主体验自主体验自主体验学.科.网学.科.网解析：解析：选选D。电电解池的构成：解池的构成：直流直流电电源，源，两个两个电电极，极，电电解解质质溶液溶液(或熔融或熔融电电解解质质),形形成成闭闭合回路，由此分析，可知答案合回路，由此分析，可知答案为为D。2下列关于下列关于电电解池的叙述中，不正确的是解池的叙述中，不正确的是()A与与电电源正极相源正极相连连的是的是电电解池的阴极解池的阴极B电电解池是解池是电电能能转转化化为为化学能的装置化学能的装置C溶液中的阳离子移向阴极溶液中的阳离子移向阴极D在在电电解池的阳极解池的阳极发发生氧化反生氧化反应应解析：解析：选选A。与
4、。与电电源正极相源正极相连连的是的是电电解池的解池的阳极，与阳极，与负负极相极相连连的是的是电电解池的阴极。解池的阴极。3.如如图图是是电电解解熔熔融融NaCl制制备备金金属属钠钠的的装装置置示示意意图图，下列有关判断正确的是，下列有关判断正确的是()A通通过该过该装置可以将化学能装置可以将化学能转变为电转变为电能能B石墨石墨电电极极为为正极正极CNa在在铁铁极上得到极上得到电电子被子被还还原原为钠为钠原子原子D装置中两个装置中两个电电极可以互极可以互换换解析：解析：选选C。若两个。若两个电电极互极互换换，阳极，阳极则则是是铁铁失失电电子生成子生成Fe2，那么在阴极得到的金属，那么在阴极得到的
5、金属钠钠中就会有中就会有杂质铁杂质铁，所以两个，所以两个电电极不能互极不能互换换。探究探究导导引引1如何确定如何确定电电解池的阴、阳极？解池的阴、阳极？提示：提示：(1)通通过过与直流与直流电电源的源的连连接：接：阳极阳极连连接接电电源正极；阴极源正极；阴极连连接接电电源源负负极。极。要点突破讲练互动要点突破讲练互动电极产物的判断与电极反电极产物的判断与电极反应式的书写应式的书写(2)通通过发过发生的反生的反应应：阳极阳极发发生氧化反生氧化反应应；阴极；阴极发发生生还还原反原反应应。(3)通通过电过电子流向及反子流向及反应应中中电电子得失：子得失：阳极阳极电电子流出，反子流出，反应应中失中失电
6、电子；子；阴极阴极电电子流入，反子流入，反应应中得中得电电子。子。探究探究导导引引2电电极反极反应应式表达了什么意式表达了什么意义义？提示：提示：电电极反极反应应式可表示式可表示电电极上极上发发生的物生的物质质变变化情况和化情况和电电子子转转移情况。移情况。要点归纳要点归纳1电电极的分极的分类类在在电电解解时时，根根据据电电极极本本身身是是否否参参与与氧氧化化还还原原反反应应，可可把把电电极极分分为为惰惰性性电电极极和和活活性性电电极极两两类类：(1)惰惰性性电电极极(C、Pt、Au)：不不管管做做阳阳极极还还是做阴极，都只起是做阴极，都只起导电导电作用，不参与反作用，不参与反应应；(2)活性
7、活性电电极极(除除C、Pt、Au外的其它金属外的其它金属)：当做阳极当做阳极时时，除起，除起导电导电作用外，作用外，还还失去失去电电子子变变成金属阳离子成金属阳离子进进入溶液中，放入溶液中，放电电能力比阴能力比阴离子离子强强；做阴极；做阴极时时，只起，只起导电导电作用，本身不作用，本身不参与参与电电极反极反应应。2阴、阳两极阴、阳两极(惰性惰性电电极极)的放的放电顺电顺序序(1)阳阳极极：溶溶液液中中的的阴阴离离子子失失电电子子，被被氧氧化化，放放电电顺顺序序为为：S2IBrClOH含含氧氧酸根离子。酸根离子。(2)阴阴极极：溶溶液液中中的的阳阳离离子子得得电电子子，被被还还原原，放放电顺电顺
8、序序为为：3电电极极方方程程式式的的书书写写(以以惰惰性性电电极极电电解解食食盐盐水水为为例例)(1)阳阳极极：列列出出在在阳阳极极放放电电的的阴阴离离子子及及其其氧氧化化产产物，中物，中间间用用“=”连连接，在接，在“=”左左边边用用“”标标出出阴阴离离子子失失电电子子的的数数目目，如如：2Cl2e=Cl2。(2)阴极：列出在阴极放阴极：列出在阴极放电电的阳离子及其的阳离子及其还还原原产产物，中物，中间间“=”连连接，在接，在“=”左左边边用用“”标标出阳离子得到出阳离子得到电电子的数目，如：子的数目，如：2H2e=H2(H来自水来自水)。(3)总电总电极方程式：极方程式：通通过过最最小小公
9、公倍倍数数法法使使两两个个电电极极反反应应式式的的电电子数目相等。子数目相等。把把两两个个电电极极反反应应式式相相加加，消消去去相相同同项项，并并注明条件注明条件“通通电电”。若若是是水水电电离离出出的的H或或OH得得或或失失电电子子，在在总总反反应应式中式中应应是是H2O参与反参与反应应。即：即：2Cl2H2O Cl2H22OH即时应用即时应用1.如如图图是是电电解解CuCl2溶溶液液的的装装置置，其其中中c、d为为石墨石墨电电极，极，则则下列有关判断正确的是下列有关判断正确的是()Aa为负极，为负极，b为正极为正极Ba为阳极，为阳极，b为阴极为阴极C电解过程中，电解过程中，d电极质量增加电
10、极质量增加D电解过程中电解过程中Cl浓度不变浓度不变解析：解析：选选C。本。本题题考考查对电查对电解池的解池的组组成的成的理解。理解。电电子从子从电电源源负负极流向阴极，又从阳极流向阴极，又从阳极流回极流回电电源正极，源正极，电电流方向与之相反，因流方向与之相反，因此此a为电为电源正极，源正极，b为负为负极，极，则则c为为阳极，阳极，d为为阴极阴极,Cu2在阴极得在阴极得电电子生成子生成Cu，d电电极极质质量增加；量增加；Cl在阳极失在阳极失电电子生成子生成Cl2，Cl浓浓度减小，答案度减小，答案选选C。探探究究导导引引3用用惰惰性性电电极极电电解解电电解解质质溶溶液液后后,溶液的溶液的pH值
11、值的的浓浓度如何度如何变变化？化？提示：提示：电电解解时时若阴极若阴极为为H放放电电，则则阴极区阴极区c(OH)增大；若阳极增大；若阳极为为OH放放电电，则则阳极阳极区区c(H)增大；若阴、阳两极同增大；若阴、阳两极同时时有有H、OH放放电电，相当于，相当于电电解水，解水，电电解解质质溶液溶液浓浓度度增大。增大。用惰性电极电解电解质溶用惰性电极电解电解质溶液的规律液的规律探究探究导导引引4如何使如何使电电解后溶液恢复原状？解后溶液恢复原状？提示：提示：欲使欲使电电解后的溶液恢复原状，可遵循解后的溶液恢复原状，可遵循“出什么加什么出什么加什么”。要点归纳要点归纳1电电解解水水型型：包包括括高高价
12、价含含氧氧酸酸(H2SO4、HNO3)、强强碱碱NaOH、Ba(OH)2、活活泼泼金金属属 的的 高高 价价 含含 氧氧 酸酸 盐盐 Na2SO4、 K2CO3、Al2(SO4)3。电电极反极反应应式：阴极：式：阴极：4H4e=2H2；阳极：阳极：4OH4e=2H2OO2总总反反应应式：式：2H2O通通电电,2H2O22分分解解电电解解质质型型：包包括括无无氧氧酸酸(除除HF)、不不活活泼泼金金属属的的无无氧氧酸酸盐盐溶溶液液，以以CuCl2溶溶液液为为例。例。电电极反极反应应式：阴极：式：阴极：Cu22e=Cu；阳极：阳极：2Cl2e=Cl2总总反反应应式：式：CuCl2通通电电,CuCl2
13、3放放氢氢生生碱碱型型：活活泼泼金金属属的的无无氧氧酸酸盐盐(除除氟氟化化物物)(如如NaCl、MgBr2)溶溶液液的的电电解解以以NaCl溶液溶液为为例：例：电电极反极反应应式：阴极：式：阴极：2H2e=H2；阳极：阳极：2Cl2e=Cl2总总反反应应式式：2Cl2H2O通通电电,Cl2H22OH阴极由于阴极由于H放放电电，破坏了水的，破坏了水的电电离平衡，水离平衡，水的的电电离程度增大，离程度增大，电电极附近溶液中极附近溶液中OH浓浓度度增大，溶液增大，溶液pH增大，整个增大，整个电电解解质质溶液碱性增溶液碱性增强强，pH增大。增大。4放放氧氧生生酸酸型型：(如如CuSO4、AgNO3)溶
14、溶液液的的电电解解以以CuSO4溶液溶液为为例例电电极反极反应应式：阴极：式：阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：阳极：4OH4e=O22H2O总总反反应应式式：2Cu22H2O 2CuO24H阳极由于阳极由于OH放放电电，破坏了水的，破坏了水的电电离平衡，离平衡，水的水的电电离程度增大，离程度增大，电电极附近溶液中极附近溶液中H浓浓度度增大，溶液增大，溶液pH减小，整个减小，整个电电解解质质溶液酸性增溶液酸性增强强，pH减小。减小。即时应用即时应用2(2012南平高二南平高二检测检测)右右图为图为直流直流电电源源电电解稀解稀Na2SO4水溶液的装置。通水溶液的装置。通电电后在石墨后在石墨电电极
15、极a和和b附近分附近分别别滴加一滴石蕊溶液，下列滴加一滴石蕊溶液，下列实验现实验现象中正确的是象中正确的是()A逸出气体的体逸出气体的体积积，a电电极的小于极的小于b电电极的极的B一一电电极极逸逸出出无无味味气气体体，另另一一电电极极逸逸出出刺刺激性气味气体激性气味气体Ca电电极附近呈极附近呈红红色，色，b电电极附近呈极附近呈蓝蓝色色Da电电极附近呈极附近呈蓝蓝色，色，b电电极附近呈极附近呈红红色色解析：解析：选选D。本。本题题考考查电查电解知解知识识。电电解解Na2SO4溶液其溶液其实质实质是是电电解水，解水，a与与电电源源负负极极相相连为电连为电解池的阴极，解池的阴极，H2O电电离离产产生
16、的生的H在在该该极极获获得得电电子子产产生生H2，同，同时时生成生成OH：2H2O2e=H22OH，产产生的生的OH与石蕊作用呈与石蕊作用呈蓝蓝色。色。题型探究权威预测题型探究权威预测 (2012深圳高二深圳高二质检质检)如如图图所示，甲是所示，甲是刚刚浸浸过过Na2SO4溶液的溶液的滤纸滤纸，A、B两两铜铜片通片通过导线连过导线连接接电电源两极，在源两极，在铜铜片片间间的的滤纸滤纸上滴上滴上一滴上一滴KMnO4溶液，溶液，电解池阴、阳极的判断电解池阴、阳极的判断例例例例1 1通通电电一段一段时间时间后后发现发现A、B间间紫紫红红色的色的圆圆点向点向A极移极移动动了一段距离，了一段距离，则则与
17、与A相相连连的是的是电电源的源的_极，可极，可发现滤纸发现滤纸_极极边边缘缘附近有附近有_色出色出现现。【答案答案】正正A蓝蓝【规规律方法律方法】电电解池中阴、阳极的判断：解池中阴、阳极的判断：(1)根根据据电电源源正正、负负极极判判断断：与与电电源源正正极极相相连连的是阳极；与的是阳极；与电电源源负负极相极相连连的是阴极。的是阴极。(2)根根据据反反应应判判断断：发发生生氧氧化化反反应应的的是是阳阳极极；发发生生还还原反原反应应的是阴极。的是阴极。(3)根据根据电电流方向判断：流方向判断：电电流流入的极是阳极；流流入的极是阳极；电电流流出的极是阴极。流流出的极是阴极。(4)根根据据电电子子流
18、流向向判判断断：电电子子流流出出的的极极是是阳阳极极；电电子流入的极是阴极。子流入的极是阴极。(5)根根据据离离子子流流向向判判断断：阴阴离离子子不不断断移移向向的的是是阳极；阳离子不断移向的是阴极。阳极；阳离子不断移向的是阴极。(6)根据根据质质量量变变化判断：化判断：对对于有于有电电极参与反极参与反应应的的电电解池来解池来说说，质质量减小的极是阳极，量减小的极是阳极，质质量增加量增加的极是阴极。的极是阴极。(7)根根据据pH变变化化判判断断：对对于于有有水水参参与与的的电电解解反反应应，pH降降低低的的极极区区是是阳阳极极区区，pH升升高高的的极区是阴极区。极区是阴极区。(8)根据放根据放
19、电电离子判断：阳离子在阴极放离子判断：阳离子在阴极放电电；阴离子在阳极放阴离子在阳极放电电。电解规律电解规律例例例例2 2(2)若若阴阴极极析析出出金金属属、阳阳极极放放出出O2时时，电电解解质质的化学式可能是的化学式可能是_；(3)两极分两极分别别放出气体，且体放出气体，且体积积比比为为11，电电解解质质的化学式可能是的化学式可能是_。【答案答案】(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2【规规律方法律方法】解答解答电电解解题题目的一般思路目的一般思路首先要看清阳极材料，若首先要看清阳极材料，若为为活性活性电电极，极，则
20、电则电极本身失极本身失电电子被氧化；若子被氧化；若为为惰性惰性电电极，极，则则溶溶液中的阴离子失液中的阴离子失电电子被氧化；其次要熟子被氧化；其次要熟记记各各种阴、阳离子在溶液中的放种阴、阳离子在溶液中的放电顺电顺序；正确写序；正确写出相出相应应的的电电极反极反应应式及式及总总反反应应方程式。方程式。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固热点示例思维拓展热点示例思维拓展经经典案例典案例请请从下从下图图中中选选用必要的装置用必要的装置进进行行电电解解饱饱和食和食盐盐水的水的实验实验，要求，要求测测定定产产生的生的H2的的体体积积(大于大于25 mL)，并，并检验检验Cl2的氧化性。的氧化性。(1)A极
21、极发发生的生的电电极反极反应应式是式是_，B极极发发生的生的电电极反极反应应式是式是_。(2)电电源、源、电电流表与流表与A、B两极的正确两极的正确连连接接顺顺序序为为：M()()()()L。(3)设计设计上述气体上述气体实验实验装置装置时时，各接口的正，各接口的正确确连连接接顺顺序是：序是：()接接()、()接接A、B接接()、()、接、接()。【解解析析】本本题题将将电电解解知知识识与与定定量量实实验验(测测定定H2的的体体积积)和和性性质质实实验验(检检验验Cl2的的氧氧化化性性)结结合在一起，具有一定的合在一起，具有一定的综综合性。合性。(1)根根据据电电解解池池电电极极的的不不同同，可可知知A极极(Fe)为为负负极极，电电子子流流入入，产产生生H2；阳阳极极产产生生Cl2。电电极极反反应应式式分分别别是是2H2e=H2，2Cl2e=Cl2。(2)可可以以将将电电源源与与电电流流计计交交换换顺顺序序连连接接到到装装置中，置中，为为MKJBAL。(3)A前反接前反接(收集收集产产生的生的H2)、B后后顺顺接接(检验检验生成的生成的Cl2并吸收尾气并吸收尾气)。其。其连连接接顺顺序序为为：HFGDEC。【答案答案】(1)2H2e=H22Cl2e=Cl2(2)KJBA(3)HFGDEC
