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1、普通高中课程标准实验教科书化学（选修普通高中课程标准实验教科书化学（选修4）哈六中化学组：张艳1799年年,当意大利人发明了当意大利人发明了电池电池后后,许多科学家对电产生了许多科学家对电产生了浓厚的兴趣：浓厚的兴趣：1、哪些化合物在什么条件下能导电？哪些化合物在什么条件下能导电？哪些化合物在什么条件下能导电？哪些化合物在什么条件下能导电？2 2、电解质在导电过程中会发生什么变化？、电解质在导电过程中会发生什么变化？、电解质在导电过程中会发生什么变化？、电解质在导电过程中会发生什么变化？1807年年,英国化学家戴维将铂英国化学家戴维将铂电极电极电极电极插入插入熔融的氢氧化钾熔融的氢氧化钾熔融的
2、氢氧化钾熔融的氢氧化钾并并接通直流电源接通直流电源接通直流电源接通直流电源时时,奇迹终于发生了奇迹终于发生了,在阴极附近产生了一种在阴极附近产生了一种银白色的金属银白色的金属,随即形成紫色的火焰。这就是发现随即形成紫色的火焰。这就是发现元素元素的主要过程，随后戴维又用的主要过程，随后戴维又用相同相同法发现了钠、钙、锶、钡、法发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素镁、硼、硅等元素.目前，世界上钠的工业生产多数是用目前，世界上钠的工业生产多数是用电解电解的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。方法。电解质在水溶液中或熔融状态下。电解质在水溶液中或熔融状态下。钾钾熔融氯
3、化钠熔融氯化钠氧化还原反应氧化还原反应CC熔融的氯化钠熔融的氯化钠熔融的氯化钠熔融的氯化钠【实验工业制钠实验工业制钠实验工业制钠实验工业制钠】实验材料：实验材料：实验材料：实验材料：CC实验实验实验实验现象现象现象现象及结论：及结论：及结论：及结论：与电源与电源与电源与电源负极负极负极负极相连的碳棒相连的碳棒相连的碳棒相连的碳棒有一层银白色的有一层银白色的有一层银白色的有一层银白色的金属金属金属金属生成生成生成生成NaNa+ +被被被被还原还原还原还原为钠为钠为钠为钠与电源正极相连的碳棒上与电源正极相连的碳棒上与电源正极相连的碳棒上与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是有气泡产生，经检验
4、，是有气泡产生，经检验，是有气泡产生，经检验，是氯气氯气氯气氯气。ClCl- -被被被被氧化氧化氧化氧化为氯气为氯气为氯气为氯气石墨电极石墨电极石墨电极石墨电极熔融的氯化钠熔融的氯化钠熔融的氯化钠熔融的氯化钠直流电源直流电源直流电源直流电源反应式：反应式：2NaCl2Na+Cl2整个装置就是电解池。整个装置就是电解池。实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况阳离子阳离子：Na+阴离子阴离子：Cl-做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确定电极名称：阳极阳极（接电源正极）（接电源正极）阴极阴极（接
5、电源负极）（接电源负极）与电极材料无关与电极材料无关（2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反氧化反应阴极阴极：2Na+2e-2Na还原反应还原反应总式：总式：2NaCl2Na+Cl2通电电解电解: : 使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阴阳两极阳两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池: : 借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转转化为化为化学能化学能的装置的装置. .构成条件构成条件:(1)(1)外加直流电
6、源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 电子的流向电子的流向: :电子从外加电源的负极流出，流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。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（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）液中移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动
7、, , 阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动. .惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极： 惰性电极惰性电极( (铂、金、石墨铂、金、石墨) )：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验：实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象：阳极：有气泡，有阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使
8、刺激性气味，并能使湿润的湿润的KI-淀淀粉试纸粉试纸变蓝（变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况阳离子阳离子：H+、Cu2+阴离子阴离子：OH-、Cl-做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确定电极名称：阳极阳极（接电源正极）（接电源正极）阴极阴极（接电源负极）（接电源负极）与电极材料无关与电极材料无关（3）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴
9、极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反氧化反应阴极阴极：Cu2+2e-Cu还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序：阳离子阳离子：Cu2+H+阴离子阴离子：Cl-OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2电解离子放电顺序：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。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。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
10、作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化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。成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等石墨、钛等) )时：时：溶溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S S 2-2-SOSO3 32-2-II - -BrBr - - ClCl - -OHOH - -NONO33- -SOSO4 42-2-( (等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF- -AgAgAgAg+ + + +FeFeFeFe3+3+3+3+C
11、uCuCuCu2+2+2+2+HHHH+ + + +PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2 2 2 2+ + + +(HH+ +) Al Al Al Al3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+ + + +CaCaCaCa+ + + +KKKK+ + + +注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按HH+ +, ,不同时按（不同时按（不同时按（不同时按（HH+ +） 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发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。生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极: :电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小减减小小CuCl2CuCl2溶液溶液CuCl2Cu+Cl2电解
