人教版化学选修四 电解池ppt课件.ppt
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1、第四章 电化学基础,第三节 电解池,人教版选修4 化学反应原理,1、这两个反应互为可逆反应吗?,2、哪一个反应能自发进行,哪一个是非自发的?,水的电解,在给定的条件下,无需外界帮助,一经引发即能自动进行的过程或反应,称为自发反应。,电解将电能转化为化学能,能使一些非自发进行的氧化还原反应持续进行,因而应用广泛。,复习回顾判断下列装置那些构成原电池?,两个活性不同的电极,电解质溶液,形成闭合回路,前提:自发进行的氧化还原反应,形成条件,质疑,这还是原电池装置吗?,该装置能发生化学反应吗?,【实验4-2】用惰性电极(碳棒)电解氯化铜溶液,CuCl2溶液,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使淀粉
2、碘化钾试纸变蓝,阴极,阳极,【实验分析】,思考1:氯化铜溶液中含有哪些微粒?,阳离子:Cu2+H+阴离子:Cl-OH-,Cu2+H+向阴极区移动 Cl-OH-向阳极区移动,Cl-Cl2 OH-O2,阴极区:,Cu2+Cu H+H2,阳极区:,思考3: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?,思考2:在通电时这些微粒各向什么区移动?,电解氯化铜溶液微观模拟,实验分析:,1.电解:,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程,叫做电解。,3.构成电解池的条件:,直流电源;,阴极:与电源负极相连,阳极:与电源正极相连,阴、阳 电极,电解质溶液或熔融电解质;
3、,2.电解池(电解槽):,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,形成闭合回路。,两个电极的类型:,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,惰性电极与活性电极,阴极,阳极,阴极,阳极,练习,分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。,一、电解原理:,4、电子的流向:,电子的流向:电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极。(注:电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动),一、电解原理:,5、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.,阴阳相吸,阳氧化、阴还原,6、电极反应:,正、负极,阴、阳极,
4、原 电 池,电 解 池,负极发生氧化反应正极发生还原反应,阳极发生氧化反应阴极发生还原反应,构成的三个条件,有外加电源,比较,一、电解原理:,名词解释:阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电,7.产物的判断,溶液中存在多种阴、阳离子,通过判断放电顺序来判断产物,7.产物的判断,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强,越容易得电子。金属活动顺序的反顺序,阴极,阳离子得电子,被还原,比较阳离子氧化性,7.产物的判断,阳极:,S2-I-Br-Cl OH-含氧酸根 F-,除Pt、Au,失电子,被氧
5、化,比较还原性,金属,阳极放电优先考虑电极材料:若阳极材料为活泼金属,则阳极放电溶解;若为惰性材料,则溶液中的阴离子放电,阴极,阳极,阴极,阳极,阴极:Cu2+2e-Cu 阳极:2Cl-2e-Cl2,阴极:Cu2+2e-Cu 阳极:Fe-2e-Fe 2+,例,阴极,阳极,氯气,铜,阳极:2Cl-2 e-=Cl2,阴极:Cu2+2e-=2Cu,减小,接近7,CuCl2,CuCl2溶液,1、电解电解质型(不活泼金属的无氧酸盐、无氧酸),二、电解规律(用惰性电极电解时),阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-=2H2,变大,不变,加H2O,Na2SO4溶液,
6、2H2O 2H2+O2,2、电解水型(活泼金属的含氧酸盐、强酸、含氧酸),比单纯电解水速度快还是慢?,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,减小,增大,加HCl,NaCl溶液,3、放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),阴极,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:Cu2+2e-=Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液,4、放氧生酸型(不活泼金属的含氧酸盐),阳极,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
7、:放氢生碱型 如NaCl、ZnCl2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+,阳极,阴极,总电极反应,AgNO3溶液,C,C,4Ag+4e-=4Ag,总反应式:4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3,练习:书写电解硝酸银溶液的电极反应式及总方程式,电解,4OH-4e-=O2+2H2O,阳极,阴极,Cu-2e-=Cu2+,2H+2e-=H2,练习:设计电解池Cu+H2SO4=CuSO4+H2写出电极反应式,电解,电解质溶液:H2SO4溶液,阳极:金属铜,
8、原电池与电解池的结合,有一极能与电解液反应则该极为原电池负极,与之相连的为电解池的阴极。若都能反应,则活泼性最强的或两极差距最大的为原电池,电解池,原电池,1、如右图是电解氯化铜溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是A、a为负极,b为正极 B、a为阳极,b为阴极C、电解过程中,d电极质量增加 D、电解过程中,氯离子浓度不变,【亲 身 体 验】,+,阴极,阳极,阴极d:,阳极c:,2Cl 2e Cl2,Cu2+2e Cu,C,CuCl2溶液,2、右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是(),A,小结,解答有关电解问
9、题步骤,1.首先观察是否有外接电源,2.分析电解质水溶液的组成,找全离子分两组.,3.观察阳极是否为金属,金属作阳极失电子,4.根据阴阳两极放电顺序写出两极反应式.,5.合并两极反应写出电解反应式.,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源电解质溶液形成闭合回路,活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,将化学能 转变成电能的装置,定义,装置实例,电解池,原电池,装置,自发的氧化还原反应,不自发的氧化还原反应,要在外加电场作用下才可发生,电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子流向,阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子或
10、电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子,负极:氧化反应,金属失电子正极:还原反应,溶液中的阳离子得电子,电极反应,阳极:与电源正极相连阴极:与电源负极相连,负极:较活泼金属正极:较不活泼金属(或能导电的非金属),电极名称,电解池,原电池,装置,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阴极:4H+4e-=2H2阳极:4OH-4e-=O2+2H2O,减小,增大,不变,H2O,阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:Cu2+2e-=Cu,增大,Cu
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