人教版高中化學(xué)選修4-化學(xué)反應(yīng)原理-第四章-第三節(jié)-電解池(第1課時(shí))

1、2021年10月31日星期日1第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池第第1 1課時(shí)課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列列選修選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理2021年10月31日星期日2氫氫氣氣氧氧氣氣 電解電解電解水電解水 ：2 H2O =2 H2 O2 +_電解原理電解原理2021年10月31日星期日31、電解質(zhì)是指在、電解質(zhì)是指在_能夠?qū)軌驅(qū)щ姷幕衔?。電的化合物?、電離是指電解質(zhì)在、電離是指電解質(zhì)在_或或_狀態(tài)下離解成狀態(tài)下離解成_的過程。的過程。3、原電池是、原電池是_ 的裝置的裝置 。 水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液水

2、溶液熔融熔融自由移動(dòng)離子自由移動(dòng)離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電解原理電解原理2021年10月31日星期日4實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟如圖如圖所示，將用導(dǎo)線連接在所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨碳棒插入盛一起的兩根石墨碳棒插入盛有有CuCl2溶液的溶液的U型管中，型管中，觀察現(xiàn)象。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論 無無 現(xiàn)現(xiàn) 象象沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng)沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng) 甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件分析原因分析原因:電解原理電解原理2021年10月31日星期日5探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)2 2如圖所示，將兩根石墨如圖所示，將兩根石墨棒分別跟棒分別跟直流電源

3、直流電源的正的正極和負(fù)極連接，浸入盛極和負(fù)極連接，浸入盛有有CuCl2溶液的燒杯中溶液的燒杯中 ，再接通再接通12V直流電直流電,觀察觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象。約約35min后切斷電源。后切斷電源。CCCuCl2陰極陰極陽極陽極CuCl2溶液溶液電解原理電解原理2021年10月31日星期日6實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流交流 B. 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)記錄記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)物驗(yàn)證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有氣泡逸出有紅色固有紅色固體析出體析出電解原理電解原理2021年10月31日星期日7離子移動(dòng)離子移動(dòng)通電前：通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；為自由移動(dòng)的離子； 通電后：通電后：Cu2+H移

4、向陰極，移向陰極， ClOH移向陽極；移向陽極；電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）氧化反應(yīng)）Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電解電解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通電前通電前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 陰極陽極通電后通電后實(shí)驗(yàn)微觀解釋實(shí)驗(yàn)微觀解釋陽極：陽極：陰極：陰極：電解原理電解原理2021年10月31日星期日8Cu2+oooooooooooooooooooo 陰極陽極CuCl2ClClooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液

5、實(shí)驗(yàn)裝置e-e-單擊電子流動(dòng)電解池中離子和電子的移動(dòng)方向電解池中離子和電子的移動(dòng)方向 電解原理電解原理2021年10月31日星期日9第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池一、電解原理一、電解原理1、電解：、電解： 使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。2、電解池（、電解池（電解槽電解槽）：）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置注意：注意：電流必須是電流必須是直流直流而不是交流。而不是交流。 熔融態(tài)熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。的電解質(zhì)也能被電解。2021年10月31日星期日10、兩個(gè)電極及電極反應(yīng)、兩個(gè)電極及電極反應(yīng)陰

6、極陰極：與電源：與電源負(fù)極負(fù)極相連相連電子流進(jìn)電子流進(jìn)還原還原反應(yīng)反應(yīng)陽極陽極：與電源：與電源正極正極相連相連電子流出電子流出氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)、兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)、兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極2021年10月31日星期日11、兩個(gè)電極的類型：、兩個(gè)電極的類型：惰性電極惰性電極(鉑、金、石墨鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極活性電極(除鉑、金外的金屬除鉑、金外的金屬)：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)惰性電極與活性電極惰性電極與活性電極【思考思考2 2】形成電解池的條件是什么？形成電解池的條件是

7、什么？ CuCuCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極CCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極2021年10月31日星期日124、形成電解池的條件、形成電解池的條件eeCCCuCl2溶液溶液與電源相連的兩個(gè)電極與電源相連的兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì)電解質(zhì)形成閉合回路形成閉合回路陰極陰極陽極陽極2021年10月31日星期日13、電極反應(yīng)式的書寫：、電極反應(yīng)式的書寫：（以電解（以電解CuCl2 為例）為例）eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極 陽離子移向陰極放電，陽離子移向陰極放電， 陰離子移向陽極放電陰離子移向陽極放電 陰極陰極：Cu2+2e-Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 陽

8、極陽極：2Cl- -2e- Cl2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： CuCl2 Cu+Cl2 電解電解2021年10月31日星期日14加加CuCl2變小變小【思考思考6 6】電解后氯化銅的濃度如何變化？電解后氯化銅的濃度如何變化？【思考思考7 7】若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？【思考思考8 8】什么叫放電？什么叫放電？【思考思考9】為什么為什么Cu2+、Cl-放電，而不是放電，而不是 H+和和OH-？ 【思考思考1010】陰陽離子的放電順序是什么？陰陽離子的放電順序是什么？2021年10月31日星期日15陰極：陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子氧化性強(qiáng)的離子先得

9、電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬金屬 S2IBrClOHNO3SO42F 陽極陽極：還原性強(qiáng)的離子先失電子還原性強(qiáng)的離子先失電子電解質(zhì)在水溶液中放電順序順序除Pt、AuAg+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+ 濃度大時(shí)先于濃度大時(shí)先于 H+放電放電 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中水中H+先放電先放電電解原理電解原理2021年10月31日星期日16結(jié)一結(jié)：結(jié)一結(jié)：電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原陽氧化、陰還原離子流向：離子流向：異性相吸異性相吸 電子流向：電子流向： 電

10、子從電子從負(fù)極負(fù)極流向流向陰極陰極，經(jīng)溶液離子，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再從導(dǎo)電，再從陽極陽極流回流回正極正極(陽氧陽氧)電解原理電解原理2021年10月31日星期日17小結(jié)小結(jié)1：分析電解反應(yīng)分析電解反應(yīng)(用惰性電極時(shí)用惰性電極時(shí))的一般思路：的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化、陰極還原以及氧化性、根據(jù)陽極氧化、陰極還原以及氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，最后分析得出產(chǎn)物最后分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子2021年10月31日星期日18思考思考?電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果：電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)

11、果： H H2 2O O H H+ + + OH+ OH Na2SO4 2 2Na+ SO4 2離子放電的順序離子放電的順序陽離子陽離子陰離子陰離子H+ Na+OHSO424OH4e2H2O +O24H+ +4e2H2 總總反應(yīng)反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解電解陽極陽極 ：陰極：陰極：電解原理電解原理2021年10月31日星期日19 例例 以以石墨碳棒石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí)為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí), ,在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。(1)NaCl(1)NaCl溶液溶液: : (2)CuSO(2)C

12、uSO4 4溶液溶液: :想一想、做一做想一想、做一做 陽極：陽極：4 4OHOH- -4e-4e- -2H2H2 2O+OO+O2 2 (4H2O 4H+4OH-) 陰極：陰極：2 2CuCu2+ 2+ +4e+4e- -2 2CuCu 電解電解總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+ +陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2陰極：陰極：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 (2H2O 2H+2OH-)總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H2+2OH- 電解電解想一想，想一想，

13、H H+ +應(yīng)該在哪一極生成？應(yīng)該在哪一極生成？OHOH- -在哪一極？在哪一極？電解原理電解原理2021年10月31日星期日20電解類型電解類型陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽極：陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解1.電解電解質(zhì)型2021年10月31日星期日21陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PHPH值值復(fù)原復(fù)原NaNa2 2SOSO4 4 陽極陽極: : 4OH4OH- - -4e-4e- -=2H=2H

14、2 2O+OO+O2 2陰極陰極: : 4H 4H + + 4e+ 4e- - 2H 2H2 2 變大變大不不變變 加加H H2 2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2電解2.電解水型2021年10月31日星期日22陽極陽極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽極陽極: 2Cl- - 2e- = Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液3.放氫生堿型2021年10月31日星期日23實(shí)例

15、實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽極陽極: : 4OH- - 4e-= 2H2O+O2 陰極：陰極：Cu2+ 2e- =Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解4.放氧生酸型2021年10月31日星期日24 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解的示例：電解電解類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液復(fù)原方溶液復(fù)原方法法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實(shí)例實(shí)例僅溶劑僅溶劑水電解水電解 僅溶質(zhì)僅溶質(zhì)電解電解 溶質(zhì)和溶質(zhì)和溶劑同溶劑同時(shí)電解時(shí)電解 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無氧酸無氧酸HCl陽極：陽極：4OH-4e- O2+2H2O陰極：陰極：4H+ + 4e- 2H2減小減小增大增大不變不變H2O陽極：陽極：2C