43电解池第一课时课件（人教选修4）.ppt

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1、第三节电解池第三节电解池第第1 1课时电课时电 解解 原原 理理三维目标三维目标知识与技能知识与技能了解电解池的工作原理，初步掌握一般的电了解电解池的工作原理，初步掌握一般的电解反应产物的判断方法解反应产物的判断方法过程与方法过程与方法通过探究活动，培养学生观察、分析、推理通过探究活动，培养学生观察、分析、推理及归纳总结的能力及归纳总结的能力情感、态度情感、态度与价值与价值通过活动探究，激发学生主动探究的意识通过活动探究，激发学生主动探究的意识思维激活思维激活1799年，当意大利人发明了最原始的电池年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池伏打电池之后，电给世界带来了太多的不可思议，许多化学家对

2、电产之后，电给世界带来了太多的不可思议，许多化学家对电产生了浓厚的兴趣，好奇心驱使着人们去进行各种尝试。生了浓厚的兴趣，好奇心驱使着人们去进行各种尝试。1807年，当英国化学家戴维打破常规，将铂电极插入熔融的氢氧年，当英国化学家戴维打破常规，将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种化钾并接通直流电源时，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。随后他又用电解法相银白色的金属，随即形成紫色的火焰。随后他又用电解法相继发现了钠、钙、锶等元素，戴维也成为发现化学元素最多继发现了钠、钙、锶等元素，戴维也成为发现化学元素最多的人。的人。通过电解法发

3、现了活泼金属，你能从中得到什么启示？通过电解法发现了活泼金属，你能从中得到什么启示？自学导引自学导引一、电解原理一、电解原理以电解以电解CuCl2溶液为例：溶液为例：1现象：现象：CuCl2溶液通电后，溶液通电后，阴阴极上逐渐覆盖了一层红极上逐渐覆盖了一层红色物质；阳极上有气泡产生，并可闻到色物质；阳极上有气泡产生，并可闻到刺激性刺激性的气味，同时的气味，同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。看到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。2电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl2eCl2；阴极：阴极：Cu22eCu；总的电解反应为：总的电解反应为：思考题思考题1CuCl2溶液在通电前后，溶液中的离子运动有溶液在通

4、电前后，溶液中的离子运动有何不同？何不同？答案答案通电前，溶液中的离子做无规则的运动；通电后，通电前，溶液中的离子做无规则的运动；通电后，阴、阳离子在外电场的作用下做定向移动，即阴离子向阳极阴、阳离子在外电场的作用下做定向移动，即阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。移动，阳离子向阴极移动。二、电解概念二、电解概念使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原氧化还原反应反应的过程，叫做电解。的过程，叫做电解。三、电解装置三、电解装置把把电电能转化为能转化为化学化学能的装置叫做电解池或电解槽。能的装置叫做电解池或电解槽。1构成电解池的条件构成电解池的条件

5、与电源相连的两个电极；与电源相连的两个电极；形成闭合回路；形成闭合回路；电解质溶液或熔融态电解质。电解质溶液或熔融态电解质。2电解池的两极电解池的两极阳极与电源阳极与电源正正极相连，在阳极上发生极相连，在阳极上发生氧化氧化反应。反应。阴极与电源阴极与电源负负极相连，在阴极上发生极相连，在阴极上发生还原还原反应。反应。思考题思考题2电解质溶液导电的实质是什么？电解质溶液导电的实质是什么？答案答案电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程，也就是在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。过程，也就是在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。名师解惑名师解惑一、电解

6、池阴、阳极的判断一、电解池阴、阳极的判断二、电解产物的判断二、电解产物的判断电解质溶液在通直流电进行电解时，对电解产物的判断，电解质溶液在通直流电进行电解时，对电解产物的判断，既要考虑阴、阳离子的氧化还原能力，又要考虑电极材料、既要考虑阴、阳离子的氧化还原能力，又要考虑电极材料、离子浓度、溶液酸碱度等。判断电解产物首先要注意电极材离子浓度、溶液酸碱度等。判断电解产物首先要注意电极材料，其次要分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、料，其次要分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组离子，再根据电解质溶液的离子放电顺序进行判断。阳两组离子，再根据电解质溶液的离子放电顺序进行判断。1用惰性

7、电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、石墨)电解电解(1)电解过程中阳离子放电电解过程中阳离子放电(氧化性氧化性)顺序：顺序：AgHg2Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2Na(2)阴离子放电阴离子放电(还原性还原性)顺序：顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子含氧酸根离子(如如SO)F- -(3)常见电解质溶液的电解情况如下表：常见电解质溶液的电解情况如下表：类型类型电极反应特点电极反应特点(惰性电极惰性电极)实例实例电解电解对象对象电解质电解质浓度浓度pH电解质溶液电解质溶液复原需加物质复原需加物质电解电解水型水型阴极：阴极：4H4e2H2阳极阳极:4OH4e2H2OO2NaOH水水增大

8、增大增大增大水水H2SO4水水增大增大减小减小水水Na2SO4水水增大增大不变不变水水电解电电解电解质型解质型电解质电离出的阴、电解质电离出的阴、阳离子分别在两极阳离子分别在两极放电放电HCl电解质电解质减小减小增大增大氯化氢氯化氢CuCl2电解质电解质减小减小氯化铜氯化铜放放H2生碱型生碱型阴极：阴极：H2O放电，放电，生成生成H2和碱和碱阳极：电解质阴离阳极：电解质阴离子放电子放电NaCl电解质电解质和水和水生成新生成新电解质电解质增大增大氯化氢氯化氢放放O2生酸型生酸型阴极：电解质阳离阴极：电解质阳离子放电子放电阳极：阳极：H2O放电生放电生成成O2和酸和酸CuSO4电解质电解质和水和水

9、生成新生成新电解质电解质减小减小氧化铜氧化铜特别提醒特别提醒用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复至原状态，用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复至原状态，应遵循应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。阴极产物与阳极产物的化合物。2活性金属电极作阳极活性金属电极作阳极金属电极作阳极金属电极作阳极,阳极反应总是金属电极发生失电子的反阳极反应总是金属电极发生失电子的反应，即氧化反应。而阴极反应完全与用惰性电极电解溶液时应，即氧化反应。而阴极反应完全与用惰性电极电解溶液时的情况相同。如用铜棒作电极电解的情况相同。如

10、用铜棒作电极电解NaCl溶液时，电极反应为：溶液时，电极反应为：阳极：阳极：Cu2eCu2 阴极：阴极：2H2eH2三、电解池中电极反应式和总反应式的书写三、电解池中电极反应式和总反应式的书写阳极阳极电子流出电子流出失去电子失去电子发生氧化反应发生氧化反应阴极阴极电子流入电子流入得到电子得到电子发生还原反应发生还原反应以石墨电极电解以石墨电极电解CuCl2溶液为例：溶液为例：阳极：阳极：2Cl2eCl2(氧化反应氧化反应)阴极：阴极：Cu22eCu(还原反应还原反应)总反应：总反应：CuCl2 CuCl2特别提醒特别提醒若是水电离出的若是水电离出的H或或OH放电，合并求总反应式前，放电，合并求

11、总反应式前，应将电极反应式中的应将电极反应式中的H或或OH放电写成水放电的形式，即放电写成水放电的形式，即将将2H2eH2改成改成2H2O2eH22OH，将，将4OH4e2H2OO2改成改成2H2O4eO24H。如用惰性。如用惰性电极电解电极电解CuSO4溶液：溶液：阴极：阴极：2Cu24e2Cu阳极：阳极：4OH4e2H2OO2求总反应式时上述改为：求总反应式时上述改为：阴极：阴极：2Cu24e2Cu阳极：阳极：2H2O4eO24H总反应总反应:2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H(离子方程式离子方程式)典例导析典例导析知识点知识点1：有关电解原理的考查：有关电解原理的考查例例1 1下列关

12、于电解槽的叙述中不正确的是下列关于电解槽的叙述中不正确的是()A与电源正极相连的是电解槽的阴极与电源正极相连的是电解槽的阴极B与电源负极相连的是电解槽的阴极与电源负极相连的是电解槽的阴极C在电解槽的阳极发生氧化反应在电解槽的阳极发生氧化反应D电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极解析解析本题重点考查电解池电极的判断：阳极与电源的本题重点考查电解池电极的判断：阳极与电源的正极相连，阴极与电源的负极相连。电极反应：阳极发生氧正极相连，阴极与电源的负极相连。电极反应：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。要注意区别原电池和电解池两化反应，阴极发生还原反应。要注意区

13、别原电池和电解池两极发生的氧化还原反应的不同：原电池的正极发生还原反应，极发生的氧化还原反应的不同：原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应；而电解池的阳极发生氧化反应，阴极发负极发生氧化反应；而电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。生还原反应。答案答案A跟踪练习跟踪练习1下列各项中能用电解原理说明的是下列各项中能用电解原理说明的是()电解是把电能转化为化学能电解是把电能转化为化学能电解能把化学能转化电解能把化学能转化为电能为电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理可以实不能自发进行的氧化还原反

14、应，通过电解原理可以实现现溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生ABCD答案答案D知识点知识点2：电解池阴、阳极的判断方法：电解池阴、阳极的判断方法例例2 2如图所示甲是刚浸过如图所示甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，溶液的石蕊试纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点间的紫红色圆点向向A极移动了一段距离。则与极移动了一段距离。则与A相连的是电源的相连的是电源的_极，可极，可发现滤纸的发现滤纸的_极边沿

15、附近有极边沿附近有_色出现。色出现。解析解析通电一段时间后，通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向间的紫红色圆点向A极移极移动了，由于紫红色是动了，由于紫红色是MnO的颜色，即的颜色，即MnO向向A极移动，根据极移动，根据阴离子向阳极移动，可知阴离子向阳极移动，可知A为电解池的阳极为电解池的阳极(浸有浸有NaCl溶液的溶液的石蕊试纸相当于电解液石蕊试纸相当于电解液)，则与，则与A相连的是电池的正极，相连的是电池的正极，B为为阴极，电源的正、负极和电解池的阴、阳极也就能确定了，阴极，电源的正、负极和电解池的阴、阳极也就能确定了，从而分析出本题的答案。从而分析出本题的答案。答案答案正；正；B；蓝；

16、蓝跟踪练习跟踪练习2下图装置中，通电后可观察到铜极溶解，下图装置中，通电后可观察到铜极溶解，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()Aa极是直流电源的负极极是直流电源的负极BFe极是阳极极是阳极CPt极产生的气体体积是极产生的气体体积是Ag极产生气体体积的极产生气体体积的2倍倍DCuSO4溶液的浓度不变溶液的浓度不变答案答案D知识点知识点3：电极产物的判断：电极产物的判断例例3 3用惰性电极实现电解，下列说法中正确的是用惰性电极实现电解，下列说法中正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗电解稀氢氧化钠溶液

17、，要消耗OH，故溶液，故溶液pH减小减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为质的量之比为1 2D电解氯化铜溶液，阴极和阳极产物的物质的量之比电解氯化铜溶液，阴极和阳极产物的物质的量之比为为1 1解析解析电解稀电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小，电解减小，电解稀稀NaOH溶液，阳极消耗溶液，阳极消耗OH，阴极消耗，阴极消耗H，实质也是电解，实质也是电解水，水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的溶液浓度增大，

18、故溶液的pH增大，电解增大，电解Na2SO4溶溶液时，在阳极发生反应：液时，在阳极发生反应：4OH2H2OO24e，在，在阴极发生反应：阴极发生反应：2H2eH2，由于两电极通过电量相等，由于两电极通过电量相等，故放出故放出H2与与O2的物质的量之比为的物质的量之比为2 1，电解，电解CuCl2溶液时，溶液时，阴极反应为阴极反应为Cu22eCu，阳极反应为，阳极反应为2ClCl22e，两极通过电量相等时，两极通过电量相等时，Cu和和Cl2的物质的量之比为的物质的量之比为1 1。答案答案D跟踪练习跟踪练习3右图为直流电源电解稀右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装水溶液的装置。通电后在石墨电

19、极置。通电后在石墨电极a和和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积，逸出气体的体积，a电极的小于电极的小于b电极的电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体体Ca电极附近呈红色，电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色电极附近呈红色解析解析本题考查电解知识。电解本题考查电解知识。电解Na2SO4溶液其实质是电溶液其实质是电解水，解水，a与电源负极相连为电解池的阴极，与电源负极相连为电解池的阴极，H2O电离产生的电离产生的H在该极获得电子产生在该极获得电子产生H2，同时生成，同时生成OH：2H2O2eH22OH，产生的，产生的OH与石蕊作用呈蓝色。与石蕊作用呈蓝色。b与电源正极与电源正极相连为电解池的阳极，相连为电解池的阳极，H2O电离产生的电离产生的OH在该极失去电子在该极失去电子产生产生O2，同时生成，同时生成H：H2O2eO22H，产生的，产生的H与石蕊作用呈红色。与石蕊作用呈红色。答案答案D