《电解池》（第1课时）.ppt

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1、2023/5/3,1,第三节 电解池,第1课时,2023/5/3,3,氢气,氧气,电解电解水：2 H2O=2 H2 O2,+,_,电解原理,2023/5/3,4,复习回顾,1、电解质是指在_能够导电的化合物。2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。3、原电池是_ 的装置。4、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,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、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,电解原理,2023/5/3,5,探究实验1,无 变化,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,分析原因:,电解原理,2023/5/3,6

2、,探究实验2,如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中，再接通12V直流电,观察现象。约35min后切断电源。,Cu,Cl2,阴极,阳极,CuCl2溶液,电解原理,实验结果交流,B.实验记录,2023/5/3,8,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使淀粉碘化钾试纸变蓝,阴极,阳极,电解原理,实践探究,2023/5/3,9,1、向氯化铜溶液中通入直流电,A：理论先行,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？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？,阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-

3、OH-,Cu2+H+向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动,Cl-Cl2 OH-O2,H2O H+OH-,CuCl2 Cu2+2Cl-,阴极区：,Cu2+Cu H+H2,阳极区：,电解原理,2023/5/3,10,1.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 还原反应,阳极:与电源正极相连 氧化反应,阴、阳 电极,电解质溶液或熔融电解质；,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,形成闭合回路。,电解原理,2023/5/3,11,阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电。,一、电解原

4、理,影响离子放电的因素：,4.放电能力,电解原理,2023/5/3,12,阴极：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 S2IBrClOHNO3SO42F,阳极：还原性强的离子先失电子,电解质在水溶液中放电顺序,掌握,除Pt、Au,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+浓度大时先于 H+放电 H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中H+先放电,电解原理,2023/5/3,13,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人溶液，阴离子不容易在电极上放电。用

5、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 2-SO32-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-,阳极：,电解原理,2023/5/3,14,离子放电顺序：,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：,阴极:,电解原理,2023/5/3,15,离子移动通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由

6、移动的离子；,通电后：Cu2+H移向阴极，ClOH移向阳极；,电极反应：,2Cl 2e=Cl2（氧化反应）,Cu2+2e=Cu（还原反应）,实验微观解释,阳极：,阴极：,电解原理,2023/5/3,16,Cu2+,oooooooooooooooooooo,阴极,阳极,Cu,Cl2,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,电解原理,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）,2023/5/3,17,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

7、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,电解原理,2023/5/3,18,小结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,离子流向：,异性相吸,电子流向：,电子从负极流向阴极，经溶液离子导电，再从阳极流回正极,(阳氧),电解原理,2023/5/3,19,思考?,电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：,离子放电的顺序,H+Na+,OHSO42,4OH4e2H2O+O2,4H+4e2H2,阳极：,阴极：,电解原理,2023/5/3,20,写电极反应【方法小结】,1.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。2.根据放

8、电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质必须保持分子形式）,电解原理,2023/5/3,21,例以石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2(4H2O 4H+4OH-)阴极：2Cu2+4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+,想一想，H+应该在哪一极生成？,电解原理,2023/5/3,22,例以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上

9、发生的电极反应式及总的化学方程式。(1)NaCl溶液:(2)CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-)阴极：2Cu2+4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2 或(2H2O 2H+2OH-),总反应方程式：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-,电解,想一想，H+应该在哪一极生成？,OH-在哪一极？,电解原理,电解池与原电池有哪些异同,2023/5/3,23,两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

10、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,电解原理,自发的氧化还原反应,电解池与原电池有哪些异同(续),2023/5/3,24,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,电解原理,2023/5/3,25,练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解

11、总反应式。AgNO3溶液,试一试,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或(4H2O=4H+4OH-）阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+,通电,电解原理,2023/5/3,26,二、电解规律(用惰性电极电解时),、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,电解后溶液中溶质的质量分数，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的 即可。,实质：电解水,例如：电解硫酸钠溶液,增大,水,电解原理,2023/5/3,27,、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等

12、,电解后溶液中溶质的质量分数，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的(通入一定量的HCl气体),阳极：2Cl 2eCl2,阴极：2H+2e H2,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,电解原理,2023/5/3,28,、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。,阳极：4OH4e2H2O+O2,阴极：2Cu2+4e2Cu,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。,电解CuSO4溶液,电解原理,2023/5/3,29,、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaC

13、l溶液等。,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。,阳极(C)：2Cl 2eCl2,阴极(C)：2H+2e H2,电解原理,2023/5/3,30,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+,电解原理,2023/5/3,31,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：4H+4e-2H2,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,减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：2H+2e-H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：2Cu2+4e-2Cu,减小,CuO,电解原理,