【高中化学】电解池 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、 电 解 池学习目标1.能描述电解池的工作原理,会设计简单的电解池。2.会写电解池的电极反应式和总反应方程式。3.知道电极上离子的放电顺序,会判断电解产物。CuCl2溶液的电解 电解池的相关知识1、概念。2、构成条件。5、书写电极式。3、电子移动方向。4、阴阳离子移动方向。电解(1)定义：使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在 引起 反应的过程。(2)特点：电解是不可逆的；电解质导电一定发生 变化。电解池利用外加电源把 转化为 的装置。阴、阳两极氧化还原化学化学能电能电解质溶液导电时,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、思考感悟能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转化成化学能电解是把化学能转化成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生AB C DD1.阳极产物的判断(1)活性金属电极(2)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: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:电极金属失电子溶解,生成对应金属阳离子。S2-IBrClOH含氧酸根电解产物的判断电解质溶液电解反应总方程式CuCl2溶液NaCl溶液CuSO4溶液Na2SO4溶

3、液2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4电解电解2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH电解电解CuCl2 Cu+Cl2电解电解2H2O 2H2+O2电解阳极为惰性电极电解质溶液恢复原状的方法:“析出什么元素加入什么化合物”类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度电解质溶液复原电解电解质型放H2生碱型放O2生酸型电解水型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电CuCl2HCl电解质减小CuCl2HCl阴:2H2O+2e-=H2+2OH-阳:电解质阴离子放电NaCl电解质和水 生成新电解质HCl阴阴:电解质阳离子放电电解质阳离子放电阳阳:2H2O-4e-=4H+O2CuSO4AgN

4、O3电解质和水 生成新电解质CuO CuCO3阴阴:2H2O+2e-=H2+2OH-阳阳:2H2O-4e-=4H+O2NaOHH2SO4Na2SO4水增大水电解规律用石墨棒作电极,在Na+、Cu2+、Cl-、SO42-等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2,阳极放出O2时,电解质是;(2)当阴极析出金属,阳极放出O2时,电解质是;(3)当阴极放出H2,阳极放出Cl2时,电解质是;(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时,电解质的化学式是。(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl

5、(4)CuSO4在水中加等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、Cl-、SO42-、NO3-,该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量比为()A.35.5108B.16207C.81 D.10835.5C1.怎样实现反应Cu+H2SO4CuSO4+H2?提示:用铜作电极,用稀硫酸作电解液,通过电解池实现。2.含等物质的量的CuSO4和MgCl2的混合溶液,用惰性电极进行电解,试分析两个电极可能的产物。提示:混合溶液中,含有的阳离子放电顺序为Cu2+H+Mg2+,阴离子放电顺序为Cl-OH-SO42-,等物质的量的CuSO4和MgCl2相当于等物质的量的CuCl2

6、和MgSO4,电解第一阶段:阴极上Cu2+放电得产物Cu,阳极上Cl-放电得Cl2;第二阶段:相当于电解水,阴极上H+放电得产物H2,阳极上OH-放电得产物O2。下列说法错误的是()A.电解质的导电过程是化学变化,而金属的导电是物理变化B.电解质溶液导电的过程,就是电解质被电解的过程C.电解质在任何条件下均可以导电D.电解质溶液导电过程中一定有新物质生成C用石墨作电极电解1 molL-1 CuSO4溶液,当c(Cu2+)为0.5 molL-1时,停止电解,向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态()A.CuSO4 B.CuOC.Cu(OH)2 D.CuSO45H2OB注意电解后

7、有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。用Pt电极电解物质的量均为0.1 mol 的Cu2+和X3+的混合溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与导线中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示,则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()A.Cu2+X3+H+B.H+X3+Cu2+C.Cu2+H+X3+D.X3+H+Cu2+C将两个铂电极插入500 mL AgNO3溶液中进行电解,

8、通电一段时间后,某一电极增重0.108 g,若电解时该电极无气体生成,且不考虑离子的水解和溶液体积变化,则此时溶液中氢离子浓度为()A.410-3 molL-1B.210-3 molL-1C.110-3 molL-1D.110-7 molL-1B如图为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图,其原理是在较低的阴极电位下,TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐,阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是()A.阳极的电极反应式为2Cl-2e-=Cl2B.阴极的电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-C.通电后,O2-、Cl-均向阴极移动D.石墨电极的质量不发生变化BC用惰性电极电解物质的量

9、浓度相同、体积比为1 3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()设NA为阿伏加德罗常数的值。用石墨棒作电极电解CuSO4溶液,一段时间后,需加入98 g Cu(OH)2固体才能使电解质溶液复原,则这段时间整个电路中转移的电子为()A.2 molB.4 molC.8NA个D.NA个B把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解池串联,用直流电源电解一段时间后,理论上在某一极析出钾、镁、铝的质量之比为()A.123B.321C.632D.1343D判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。()(2)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发

10、生还原反应。()(3)电解池中,电子从外接电源负极流向电解池阳极。()(4)用石墨电极电解CuCl2溶液,阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。()(5)给稀醋酸通电,在电流的作用下CH3COOH可以发生电离。()(6)电解质溶液导电时,一定会有化学反应发生。()(7)用石墨电极电解稀硫酸,H+放电,溶液的pH逐渐增大。()(8)电解过程,外接电源的电能会100%转化为化学能。()原电池电解池一个概念将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置两个电极负极较活泼金属失电子发生氧化反应阳极与电源正极相连失电子发生氧化反应正极不活泼金属或非金属导体得电子发生还原反应阴极与电源负极相

11、连得电子发生还原反应三个流向电子负极外电路正极阳极外电路阴极电流正极外电路负极阴极外电路阳极离子阳离子正极，阴离子负极阳离子阴极，阴离子阳极四个条件活动性不同的两个电极电解质溶液闭合电路自发进行的氧化还原反应两个电极电解质溶液 闭合电路外加直流电源相同点氧化还原反应CuI是一种不溶于水的白色固体,它可由反应:2Cu2+4I-=2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中加入少量酚酞溶液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈蓝色,对这个现象的正确解释是()阴极:2H+2e-=H2使c(OH-)c(H+)阳极:2Cu+4I-4e-=2CuI+I

12、2,淀粉遇I2变蓝阳极:Cu-2e-=Cu2+,Cu2+显蓝色 阳极:2I-2e-=I2,淀粉遇I2变蓝A.B.C.D.A陌生电解池装置图的知识迁移电解池如图所示，下列叙述正确的是()AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红A【2019全国卷，27(4)】环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为 ，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。Fe电极Fe

13、2H2 或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2反应生成Fe(OH)2【2019全国卷，28(4)】在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O5.6.结合和中电极3的电极反应式,说明电极3的作用：_。制H2时,消耗电极1产生的OH-,制O2时,补充电极2消耗的OH-K1一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4

14、的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时,下列说法不正确的是()A.甲为正极,丙为阴极B.丁极的电极反应式为MnO42-e=MnO4C.KOH溶液的质量分数:c%a%b%D.标准状况下,甲电极上每消耗22.4 L气体时,理论上有4 mol K+移入阴极区C电解池电极反应式书写集训1.按要求书写电极反应式(1)用惰性电极电解NaCl溶液：阳极：。阴极：。总：。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：阳极：。阴极：。总：。(3)用惰性电极电解FeCl2溶液：阳极：。阴极：。总：。(4)用惰性电极电解AlCl3溶液：阳极：。阴极：。总：。(5)用惰性电极电解熔融MgCl2：总：。阳

15、极：。阴极：。(6)用惰性电极电解熔融Al2O3：总：。阳极：。阴极：。(7)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液：阳极：。阴极：。总：。(8)用铜电极电解H2SO4 溶液：阳极：。阴极：。总：。提取“信息”书写电极反应式1.按要求书写电极反应式(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为 。(2)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q，写出阳极生成R的电极反应式：_ 。(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为阳极：。阴极：。2Al6e3H2O=Al2O36HAl(OH)33CO2(4)用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4，则电极反应式为阳极：。阴极：。(5)将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀，则阳极反应式为_2H2e=H2LiFePO42H阳极产物阴极产物名师点拨