山东省沂水县第一中学学年高中化学 4.3《电解池》课件1 新人教选修4.ppt

第四章 电化学基础第三节第三节 电解池电解池第一课时第一课时2021/8/8 星期日1目标目标：1.1.了解电解池的工作原理，初步掌握一般电了解电解池的工作原理，初步掌握一般电 解反应产物的判断方法；解反应产物的判断方法；2.2.了解电解原理在电镀、电冶金和氯碱工业了解电解原理在电镀、电冶金和氯碱工业 等的应用；等的应用；3.3.通过探究活动，培养学生观察、分析、推通过探究活动，培养学生观察、分析、推 理及归纳总结的能力；理及归纳总结的能力；4.4.通过了解电解的应用，感受化学科通过了解电解的应用，感受化学科学对人学对人 类生产、生活等的巨大影响。类生产、生活等的巨大影响。重点重点：电解池的工作原理及应用电解池的工作原理及应用难点难点：电解产物的判断电解产物的判断2021/8/8 星期日2氢氢气气氧氧气气 电解电解电解水电解水：2 H2O=2 H2 O2+_2021/8/8 星期日31、电解质是指在、电解质是指在 _ 能够导电的能够导电的化合物。化合物。2、电离是指电解质在、电离是指电解质在_或或_状态下离解成状态下离解成_的过程。的过程。3、原电池是、原电池是_ 的装置的装置。4、构成原电池的条件是、构成原电池的条件是 复复习习 水溶液或熔融状态下水溶液或熔融状态下水溶液水溶液熔融熔融自由移动离子自由移动离子把化学能转化为电能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、形成闭两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应2021/8/8 星期日4探究实验探究实验1甲甲实验步实验步骤骤如图如图甲甲所示，将用导线连接在一起的所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型管中，观察现象型管中，观察现象。实验实验现象现象结论结论 无无 现现 象象没有且不能自发发生原电池反应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甲装置不满足构成原电池的条件分析原因分析原因:2021/8/8 星期日5探究实验探究实验2 2如图所示，将两根石墨如图所示，将两根石墨棒分别跟棒分别跟直流电源直流电源的正的正极和负极连接，浸入盛极和负极连接，浸入盛有有CuCl2溶液的烧杯中溶液的烧杯中，再接通再接通12V直流电直流电,观察观察现象。现象。约约35min后切断电源。后切断电源。CCCuCl2阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液2021/8/8 星期日6实践探究实践探究1、向氯化铜溶液中通入直流电向氯化铜溶液中通入直流电A：理论先行：理论先行思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么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？样的电极反应？产物可能是哪些？阳离子：阳离子：Cu2+H+阴离子：阴离子：Cl-OH-Cu2+H+向阴极区移动向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动向阳极区移动Cl-Cl2 OH-O2 H2O H+OH-CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl-阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：2021/8/8 星期日7实验结果交流实验结果交流B.实验记录实验记录实验现象产物验证产物确定有气泡逸出有气泡逸出有红色固有红色固体析出体析出氯气氯气氯气氯气铜铜不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝氧气？氧气？氢气？氢气？阴极阴极阳极阳极2021/8/8 星期日81.电解：电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应氧化还原反应的过程，叫做电解。的过程，叫做电解。3.构成电解池的条件：构成电解池的条件：直流电源；直流电源；阴极阴极:与电源负极相连与电源负极相连 还原反应还原反应还原反应还原反应 阳极阳极:与电源正极相连与电源正极相连 氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应 阴、阳阴、阳 电极电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；2.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理一、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。2021/8/8 星期日9 阴离子失去电子阴离子失去电子阴离子失去电子阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。阳离子得到电子的过程叫放电。阳离子得到电子的过程叫放电。阳离子得到电子的过程叫放电。一、电解原理一、电解原理影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力离子的浓度离子的浓度4.放电放电能力能力2021/8/8 星期日10阴极：阴极：氧化性强的离子先得电子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，越容易金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。得电子。金属金属 S2IBrClOHNO3SO42F 阳极阳极：还原性强的离子先失电子还原性强的离子先失电子电解质在水溶液中放电顺序顺序除Pt、AuAg+Hg2+Fe3+Cu2+HH+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+2021/8/8 星期日11离子移动离子移动通电前：通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后：通电后：Cu2+移向阴极，移向阴极，Cl移向阳极；移向阳极；电极反应：电极反应：2Cl 2e=Cl2（氧化反应）（氧化反应）Cu2+2e=Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu+Cl2电解电解通电前通电前 阴极阳极通电后通电后实验微观解释实验微观解释一、电解原理：一、电解原理：阳极：阳极：阴极：阴极：2021/8/8 星期日12Cu2+oooooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo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池中离子和电子的移动方向 2021/8/8 星期日13结一结：结一结：电极反应：电极反应：阳氧化、阴还原阳氧化、阴还原离子流向：离子流向：异性相吸异性相吸 电子流向：电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子电子从负极流向阴极，经溶液离子导电，再从阳极流回正极导电，再从阳极流回正极(阳氧阳氧)2021/8/8 星期日14思考思考?电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：H H2 2O O H H+OH+OH Na2SO4 2 2Na+SO4 2离子放电的顺序离子放电的顺序阳离子阳离子阴离子阴离子H+Na+OHSO424OH4e2H2O+O24H+4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2+2H2 电解阳极阳极：阴极：阴极：2021/8/8 星期日151.1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、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。并分成阳离子组和阴离子组。2.2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而根据放电规律，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。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）（注意得失电子守恒）3.3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式）解质的须保持分子形式）写电极反应写电极反应【方法小结方法小结】2021/8/8 星期日16练习练习 以以石墨碳棒石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时为电极，请写出分别电解下列溶液时,在在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。(1)NaCl(1)NaCl溶液溶液:(2)CuSO(2)CuSO4 4溶液溶液:阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-2H2H2 2O+OO+O2 2 阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e-2Cu2Cu总反应式：总反应式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e-=Cl=Cl2 2阴极：阴极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2总反应方程式：总反应方程式：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-想一想，想一想，H H+应该在哪一极生成？应该在哪一极生成？OHOH-在哪一极？在哪一极？电解电解 电解电解2021/8/8 星期日17电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同两电极接直流电源两电极接直流电源两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将电能将电能将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置2021/8/8 星期日18电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同(续续)电源负极电源负极电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子失电子失电子正极：正极：正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：负极：负极：较活泼金属较活泼金属较活泼金属较活泼金属正极：正极：正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极负极负极 正极正极正极正极导线导线导线导线2021/8/8 星期日19练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电练习：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。极反应及电解总反应式。AgNOAgNO3 3溶液溶液 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：总反应式：4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+电解电解2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日21