高中化學(xué)《電解池》

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)電源化學(xué)電源人教版選修人教版選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。想一想：構(gòu)成原電想一想：構(gòu)成原電池的條件是什么池的條件是什么?ZnCuCuCl2溶液溶液ee兩個活性不同的電極兩個活性不同的電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強一般與活潑性強的電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng))形成閉合回路形成閉合回路 (4)(4)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。問一問

2、：原電池的問一問：原電池的電極如何判斷電極如何判斷?ZnCuCuCl2溶液溶液ee負(fù)極負(fù)極正極正極較活潑金屬較活潑金屬較不活潑金屬較不活潑金屬或非金屬或非金屬電子流出電子流出電子流入電子流入氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)CuCl2溶液在電流的作用下發(fā)生了溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了化學(xué)變化，分解生成了Cu和和Cl2一、電解原理一、電解原理（以電解氯化銅為例）（以電解氯化銅為例）實驗實驗4-2：用惰性用惰性(石墨石墨)電極電解氯化銅溶液電極電解氯化銅溶液陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液有氣泡，氣體有刺有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的K

3、I-淀淀 粉試紙變藍(lán)粉試紙變藍(lán)碳棒上有一層紅色碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出的物質(zhì)析出現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陰極：陰極： 陽極：陽極：銅銅Cl2 結(jié)論：結(jié)論：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?！舅伎妓伎? 1】電解池的兩極是怎樣確定的？】電解池的兩極是

4、怎樣確定的？ 、兩個電極及電極反應(yīng)、兩個電極及電極反應(yīng)陰極陰極：與電源：與電源負(fù)極負(fù)極相連相連電子流進電子流進還原還原反應(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)、兩個電極的確定及電極反應(yīng)、兩個電極的確定及電極反應(yīng)eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極、兩個電極的類型：、兩個電極的類型：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

5、什么？】形成電解池的條件是什么？ 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4、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電極與電源相連的兩個電極電解質(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【思考思考3 3】在電解過程中，電子、離子】在電解過程中，電子、離子是如何形成閉合回路的？是如何形成閉合回路的？ 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回池的陰極，再從陽極流回電源正極。電源正極。（注意：電子（注意

6、：電子只在外電路定向移動，不只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）能從溶液中移動）離子定向移動的方向離子定向移動的方向: :陽離子陽離子向向陰極陰極移動移動, , 陰離子陰離子向向陽極陽極移動。移動。【思考思考4 4】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實質(zhì)是什么？】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實質(zhì)是什么？ eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬實驗分析：實驗分析：、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+

7、2e-Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽極陽極：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 電解電解加加CuCl2溶液溶液變小變小【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？、離子放電順序：、離子放電順序： 陽離子在陰極上放電順序是：陽離子在陰

8、極上放電順序是：陰極陰極: : 活性材料作電極時：活性材料作電極時：金屬在陽極失金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進人溶液，陰離子不容電子被氧化成陽離子進人溶液，陰離子不容易在電極上放電。易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時：時：溶液中陰離子的放電順序是：溶液中陰離子的放電順序是：陽極：陽極： 熔融的氯化鈉中有熔融的氯化鈉中有Na+和和Cl ，Na+在在陰極放電生成金屬鈉，陰極放電生成金屬鈉，Cl在陽極放電生成在陽極放電生成氯氣。氯氣。陰極陰極：2Na+ +2e- = 2Na （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）陽極陽極：2Cl- -2e- = Cl2

9、（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 電解陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時）】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 小結(jié)小結(jié)1：分析電解反應(yīng)分析電解反應(yīng)(用惰性電極時用惰性電極時)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、還原性強弱判斷反應(yīng)的離子先后，還原性強弱判斷反應(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【思考思考1515】電解與電離有

10、哪些異同呢？】電解與電離有哪些異同呢？ 【思考思考1717】電解池有什么規(guī)律？】電解池有什么規(guī)律？ 電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移離子的遷移方向方向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極的電極 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)的電極的電極反應(yīng)能否自發(fā)反應(yīng)能否自發(fā) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移陽離子向陰極遷移原電池原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極負(fù)極正極正極陰離子向負(fù)極遷移陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移陽離子向正極遷移相同點相同點(從原理分析從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)

11、都是氧化還原反應(yīng)小結(jié)小結(jié)3：原電池與電解池的比較原電池與電解池的比較:不自發(fā)不自發(fā)自發(fā)自發(fā)小結(jié)小結(jié)4：電解規(guī)律電解規(guī)律陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽極：陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陽極陽極: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e-

12、= 2H2 變大變大不不變變 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 電解陽極陽極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實例實例電極反應(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溶液溶液實例實例電極反應(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 2Cu

13、SO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽極：陽極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解

14、類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液溶液復(fù)原復(fù)原方法方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實例實例僅溶僅溶劑水劑水電解電解 僅溶僅溶質(zhì)電質(zhì)電 解解 溶質(zhì)溶質(zhì)和溶和溶劑都劑都電解電解 含氧酸含氧酸H2SO4強堿強堿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陰極陰極:4H+ + 4e- = 2H2陽極陽極:4OH-4e-=O2+2H2O減小減小增大增大不變不變H2O陽極陽極:2Cl- 2e-=Cl2陰極陰極:2H+2e- = H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽CuCl2陽極陽極:2Cl- 2e- =Cl2陰極陰極:Cu2+2e- = Cu

15、增大增大 CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽NaCl陽極陽極:2Cl-2e- =Cl2陰極陰極:2H+2e- = H2增大增大 HCl不活潑金屬不活潑金屬的含氧酸鹽的含氧酸鹽CuSO4陽極陽極:4OH-4e-=O2+2H2O陰極陰極:2Cu2+4e- = 2Cu減小減小CuO放氫生堿放氧生酸 1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書寫寫(惰性電極，溶液惰性電極，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO4 2、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液時，陰極析出的物質(zhì)是液

16、時，陰極析出的物質(zhì)是_；陽極產(chǎn)物是；陽極產(chǎn)物是_。 3、兩極都用銀片作電極電解、兩極都用銀片作電極電解AgNO3溶液時，溶液時，陽極的產(chǎn)物是陽極的產(chǎn)物是_；陰極的產(chǎn)物是；陰極的產(chǎn)物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗銅粗銅 純銅純銅 純銅純銅 鐵鐵CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C) 5、如圖所示裝置，指出、如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名池的名稱、電極名稱、電極反應(yīng)式、二池稱、電極反應(yīng)式、二池pH值的變化情況。值的變化情況。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtA

17、gFe6.寫出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷寫出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液溶液PH值的變化。值的變化。7.7.如上圖所示，通電后如上圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對該裝置的有關(guān)，對該裝置的有關(guān)敘述正確的是敘述正確的是A.PA.P是電源的正極是電源的正極B.FB.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時，甲、乙、丙三池中，除電解時，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其余電兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)極均參加了反應(yīng)D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變B 8.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時間以后，甲、乙兩池中溶液的電解一段時間以后，甲、乙兩池中溶液的pH值均減小，而在值均減小，而在和和兩極，電極產(chǎn)物兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量