电解原理和电解规律.ppt

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1、第三节 电解池氢氢气气氧氧气气 电解电解电解水电解水：2 H2O=2 H2 O2+_1、电解质是指在、电解质是指在_能够导能够导电的化合物。电的化合物。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 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 G Zn Cu C

2、CCuCl2溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：Cu2+2e-=Cu电池总反应：电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。原电池是把化学能转变成电能的装置。探究实验探究实验1甲甲实验实验步骤步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

3、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: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,观观察现象。察现象。约约35min后切断电源。后切断电源。CCCuCl2阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液实践探究实践探究1、向氯化铜溶液中通

4、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 Cu Cu2+2+2Cl+2Cl-阴极区：阴极区：

5、Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：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1.电解：电解：使使直流电直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起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

6、:与电源与电源负极负极相连相连 氧化反应氧化反应阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连 还原反应还原反应 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、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。比较原电池与电解池电极命名有何区比较原电池与电解池电极命名有何区别？别？原电池的正负极由原电池的正负极由电极材料电极材料决定决定电解池的阴阳极由电解池的阴阳极由电源电源决定决定练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极的阴阳极负负正正阳阳阴阴 阴离子失去电子阴离

7、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阳离子得到电子的过程叫阳离子得到电子的过程叫阳离子得到电子的过程叫放电放电放电放电。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，越容易得电子。金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。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+H+Pb2+

8、Sn2+Fe2+Zn2+浓度大时先于浓度大时先于 H+放电放电 H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中水中H+先放电先放电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阳极：阳极：阴极：阴极：Cu2+oooooooooooooooooooo 阴极阳

9、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 小结：小结：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：电子从电子从负极负极流向流向阴极阴极，经溶液离子，经溶液离子导电，再从导电，再从阳极阳极流回流回正极正极(阳氧阳氧)与电源正极连与电源正极连+电源电源-与电源负极连与电源负极连氧化反应氧化反应 还原反应还原反应2Cl2e-=Cl2 阳极阳极 惰性电极惰性电极 阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 阴离子移向阴离子移向 CuCl2

10、溶液溶液 阳离子移向阳离子移向电电子子流流出出电电子子流流入入电解的工作原理电解的工作原理：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：1.1.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，根据放电规律，阳

11、离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反而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）应式。（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。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弱电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】例例 以以石墨碳棒石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。CuSOCuSO4 4溶液溶液:想一想、做一做想一想、做一做 阳极：阳极：4OH4OH-4e-

12、4e-2H2H2 2O+OO+O2 2 或或(4H2O 4H+4OH-)阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e-2Cu2Cu 电解电解总反应式：总反应式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+想一想，想一想，H H+应该在哪一极生成？应该在哪一极生成？（包括水的电离，并分（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）成阳离子组和阴离子组）明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子判断阴阳离子的放电顺序判断阴阳离子的放电顺序根据根据阳极氧化，阴极还原阳极氧化，阴极还原完成电极反应式完成电极反应式书写电极反应式及总方程式的方法小结书写电极反应式及总方程式

13、的方法小结判断电极材料判断电极材料掌握方法掌握方法事半功倍哟！事半功倍哟！（注意得失电子守恒）（注意得失电子守恒）由阴阳两电极反应式，合并得总反应式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）（弱电解质的须保持分子形式）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

14、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

15、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

16、：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 试一试试一试阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或或(4H2O=4

17、H+4OH-）阴极：阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：总反应式：4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+通电通电三、电解规律三、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)电解电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，时，如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极：阴极：4H+4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2+2H2 电解 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢

18、复原来的浓度，只需加入一定量的原来的浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水例如：电解硫酸钠溶液例如：电解硫酸钠溶液增大增大水水电解电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸、，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl气体气体)阳极：阳极：2Cl 2eCl2阴极：阴极：2H+2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2+H2 电解电解盐酸电

19、解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解减小减小溶质溶质电解电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极：阴极：2Cu2+4e2Cu总反应：总反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 电解 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液电解电解活泼金属的含氧酸盐溶液

20、活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极阳极(C)：2Cl 2eCl2阴极阴极(C)：2H+2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 电解练习练习1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。CuCuFeCuCuSO4溶液溶液稀硫酸溶液稀硫酸溶液2.下列两个电解池的电极反应式下列两个电解池的电极反应式阳极阳极阴极阴极Cu-2e-

21、=Cu2+Cu2+2e-=CuCu-2e-=Cu2+2H+2e-=H2 练习练习3.书写用书写用惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应式电解下列溶液的电极反应式及总方程式，并找一找有何规律？及总方程式，并找一找有何规律？盐酸盐酸 氯化铜溶液氯化铜溶液 硫酸硫酸 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 氯化钠溶液氯化钠溶液 硫酸铜溶液硫酸铜溶液石墨石墨 石墨石墨盐酸盐酸阳极阳极阴极阴极总电极反应总电极反应2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2HCl=H2+Cl2电解电解CCCuCl2溶液溶液 CC 2Cl-2e-=Cl2 Cu2+2e-=CuCuCl2=Cu+Cl2电解电解两极为惰性电极两极为惰性电极

22、(如如C)两极为惰性电极两极为惰性电极(如如C)NaOH溶液溶液H2SO4溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳极阳极阴极阴极总电极反应式总电极反应式4OH-4e-=O2+2H2O4H+4e-=2H22H2O=2H2 +O2电解电解 (1)(1)NaClNaCl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 电解电解总反应式：总反应式：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e

23、-=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：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O=ClO=Cl2 2+H+H2 2+2NaOH+2NaOH 电解电解NaClNaCl溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液两极为惰性电极两极为惰性电极(如如C)阴极区阴极区阳极区阳极区4.4.如图所示如图所示,X,X、Y Y分别是直流电源的两极分别是直流电源的两极,通电后发现通电后发现a a极质量增加极质量增加,b,b极上产生无色无味气体极上产生无色无味气体。符合这一情况。符合这一情况的是（的是（）。）。a a极极b b极极X X电极电极 z z溶液溶液 A A 锌锌石墨石墨 负极负极CuSOCuSO4 4 B B 石墨石墨 石墨石墨负极负极NaOHNaOH C C 银银 铁铁正极正极AgNOAgNO3 3 D D 铜铜石墨石墨正极正极CuClCuCl2 2.Y Y.X Xa ab bZ Z 溶液溶液A A再再 见见细节决定成败细节决定成败