《4-3 电解池第一课时》 课件5.ppt

电电化学基化学基础础 第三节第三节电电解池解池第第1课时课时电电解原理解原理新情境新情境 激趣入题激趣入题1新知识新知识导学探究导学探究2新思维新思维名师讲堂名师讲堂3新考题新考题随堂自测随堂自测4新提升新提升达标作业达标作业5新视点新视点专家博客专家博客6新情境新情境激趣入题激趣入题1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入到熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起轰动。这其中的奥妙是什么呢？电解时物质的变化是如何发生的呢？电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。通过将电能转化为化学能，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行，这对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。下面就让我们一起探讨吧！新知识新知识导学探究导学探究新知导学新知导学1电解的意义使电流通过_而在阴阳两个电极上引起_ _的过程。2电解装置及原理(1)定义：将_转化为_的装置，叫做电解池或电解糟。(2)构成。_。_。两个电极阴极与电源_极相连。阳极与电源_极相连。电解质溶液电解质溶液氧化还原氧化还原反应反应 电能电能化学能化学能外加电源外加电源电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质 负负正正阴极阴极阳极阳极还原反应还原反应氧化反应氧化反应Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2 有红色物质析出有红色物质析出 有黄绿色气体生成有黄绿色气体生成 负极负极阴极阴极阳极阳极正极正极自主探究自主探究1电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？提示：一定有，因为电解池就是由电能转变成化学能的装置，溶液导电电极上一定有电极反应。2石墨为电极电解氯化铜溶液时，为什么会生成铜和氯气？提示：溶液中存在Cu2、H、Cl和OH四种离子，离子在电极上能发生氧化反应或者还原反应，主要取决于离子得失电子的能力。因得电子Cu2H，失电子能力ClOH。故在阴极有Cu生成，在阳极有Cl2生成。3如何判断一套装置是原电池还是电解池？提示：一看有无外接电源，二看电极材料。电解池中阳极一般为活泼性较差的导电材料。且两电极可以使用相同材料。新思维新思维名师讲堂名师讲堂电解原理电解原理 教材点拨教材点拨(1)根据所连接的直流电源：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。(2)根据电子流动方向：电子流向为：电源负极阴极；阳极电源正极。(3)根据电解质溶液中离子的定向移动方向：阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。(4)根据两极产物判断。一般情况下，阴极上的现象是：析出金属(质量增重)或有气体(H2)放出；阳极上的现象是：有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极本身质量减轻(活性电极作阳极)。2阴阳两极上放电顺序的判断阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极做阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是：提示：(1)电极材料按性质分为活性电极(Zn、Fe、Cu、Ag)和惰性电极(Au、Pt、石墨)，在电解质溶液中，过于活泼的金属不能做电极材料如金属Na、K。(2)当Fe3和Cu2共存时，应是Fe3先放电：Fe3e=Fe2，等Fe3放电完全后，才是Cu2放电。典例透析典例透析D整个电解过程中，石墨电极上发生的反应为2H 2e=H2【解析】Cu接电源的正极，做阳极，石墨接电源负极，做阴极，A错；Cu是活性电极，直接放电Cu2e=Cu2，电极本身逐渐溶解，B错；电解刚开始时，溶液中无Cu2，H在阴极放电，但随着电解的进行，阳极产生的Cu2越来越多，因得电子能力Cu2H，故在阴极放电逐渐由H转向Cu2，D错C对。【答案】C1(2013高考北京理综)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离变式训练变式训练电极反应式的书写及电解一般规律电极反应式的书写及电解一般规律 教材点拨教材点拨提示：(1)在写总反应式时，如果H和OH来自于水，则应改写成H2O的形式。(2)阴阳极要注意得失电子数相等。2电解产物的判断(1)阳极产物的判断。活性金属电极电极金属失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。惰性电极(Pt、Au、C)阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根 F。(2)阴极产物的判断。与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(H浓度较大时)Pb2Sn2Fe2Zn2H(H浓度较小时)Al3Mg2NaCa2K。提示：阴、阳离子的放电顺序不是绝对化的，放电情况与离子性质、溶液浓度、电流和电极材料有关。在理解以上放电顺序时要特别注意，如Pb2、Sn2、Fe2、Zn2在H浓度较小时，放电能力排在H前面，在H浓度较大时，放电能力排在H后面。Al3、Mg2、Na、Ca2、K只在熔融状态下放电，在水溶液中不放电。3用惰性电极电解电解质溶液的一般规律电电解解类类型型电电解解质类别质类别(实实例例)电电极反极反应应特点特点电电解解对对象象电电解解质质浓浓度度pH溶液溶液复原复原电电解解水型水型强强碱碱(NaOH)阴极：阴极：4H4e=2H2阳极：阳极：4OH4e=2H2OO2水水增大增大增大增大加水加水含氧酸含氧酸(H2SO4)减小减小二者生成的二者生成的盐盐不不变变电电解解电电解解质质型型无氧酸无氧酸(HCl)电电解解质质的阴、阳离的阴、阳离子分子分别别在两极放在两极放电电电电解解质质减小减小增大增大加加HCl不活不活泼泼金属的金属的无氧酸无氧酸盐盐(CuCl2)增大增大加加CuCl2电电解解类类型型电电解解质类质类别别(实实例例)电电极反极反应应特点特点电电解解对对象象电电解解质质浓浓度度pH 溶液溶液复原复原放放H2生碱生碱型型活活泼泼金属金属的无氧酸的无氧酸盐盐(NaCl)阴极：阴极：H2O电电离离产产生生的的H放放电电生成生成H2同同时产时产生碱；阳极：生碱；阳极：电电解解质质的阴离子放的阴离子放电电电电解解质质和和水水生成新生成新电电解解质质增增大大加加HCl放放O2生酸生酸型型不活不活泼泼金金属的含氧属的含氧酸酸盐盐(CuSO4)阴极：阴极：电电解解质质的阳离的阳离子放子放电电；阳极：阳极：H2O电电离离产产生生的的OH放放电产电产生生O2同同时时生成酸生成酸电电解解质质和和水水生成新生成新电电解解质质减减小小加加CuO提示：用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极区OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳极分别同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。电解质溶液恢复原状的方法：“少什么加什么”。典例透析典例透析2(2014蚌埠模拟)用铂作电极电解下列溶液时，在阳极上有气体放出，且溶液的pH减小的是()AKNO3溶液BCuSO4溶液CNaOH溶液DHCl溶液变式训练变式训练点评：用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，其溶液pH变化的判断方法：先分析原溶液的酸碱性，再看电解产物。无氧只放氢，pH升；无氢有氧放，pH降；氢、氧一起放，是碱pH升，是酸pH降。新考题新考题随堂自测随堂自测1电解池中，阳极的电极材料一定()A发生氧化反应B与电源正极相连C是铂电极D得电子解析：阳极材料为活泼金属将直接发生氧化反应；若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。答案：B2有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是()3下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是()A电解饱和食盐水阳极：Nae=NaB电解CuSO4溶液阳极：Cu22e=CuC电解熔融NaCl阴极：Nae=NaD电解NaOH溶液阳极：4OH4e=2H2OO2解析：本题考查了电极反应式的书写和电极产物的判断。A中电解饱和食盐水时，阴极应是H2O电离出的H得电子放出H2。答案：A4(2014九江市调研)用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A0.1 molB0.2 molC0.3 molD0.4 mol5(2014经典习题选萃)写出下列电解池的电极反应式和电解反应的离子方程式：(1)电解AgNO3溶液(惰性电极)阴极：_；阳极：_；离子方程式：_。(2)用铜电极电解NaOH溶液阴极：_；阳极：_；离子方程式：_。(3)电解CuSO4溶液(惰性电极)阴极：_；阳极：_；离子方程式：_。(4)电解Na2SO4溶液(惰性电极)阴极：_；阳极：_；离子方程式：_。(5)电解CuCl2溶液(惰性电极)阴极：_；阳极：_；离子方程式：_。新提升新提升达标作业达标作业（点此链接）（点此链接）新视点新视点专家博客专家博客