高中化学选修四课件：431电解池（人教版）.pptx

第四章 电化学基础第三节 电解池第一课时有关电解 金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。一、电解原理一、电解原理（以电解氯化钠为例）（以电解氯化钠为例）实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2)阴极：有金属钠析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl 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：NaNa+阴离子阴离子：ClCl-做无规则运动做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关 （2）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 阳极：2Cl-2e-=Cl2 氧化反应 阴极：2Na+2e-=2Na 还原反应总式：2NaCl2Na+Cl2通电电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应(3)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，流到电解池的阴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。极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）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 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质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。溶液中进行。以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阳极氯气铜CuCl2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 H+、CuCu2+2+阴离子阴离子：OHOH-、ClCl-做无规则运动做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关 （3 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：2Cl2Cl-2e-2e-=ClCl2 2氧化反应氧化反应 阴极阴极：CuCu2+2+2e+2e-=Cu =Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：CuCl2溶液浓度降低 CuCl2 Cu+Cl2 电解离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。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入溶液，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 S 2-2-SOSO3 32-2-II -BrBr -ClCl -OHOH -NONO3 3-、SOSO4 42-2-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+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：阳极：阴极:电解规律阴极阳极氯气铜实例电极反应 浓度PH值复原CuCl2阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2电解1、电解电解质型阳极阴极氧气氢气实例电极反应 浓度PH值复原Na2SO4阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:4H+4e-=2H2 变大不变 加H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2+O2电解2、电解水型阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl-2e-=Cl2 阴极:2H+2e-=H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小增大加HClNaCl溶液3、放氢生碱型实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极：Cu2+2e-=Cu减小减小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4电解3、放氧生酸型电解规律（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+（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。巩固练习2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变B3.在下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变a XYbPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB