化學電解原理人教選修

化學電解原理人教選修第1頁/共28頁一、電解原理（以電解氯化鈉為例）實驗：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：

陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍

陰極：有銀白色固體析出陰極陽極氯氣鈉熔融NaCl(Cl2)電極反應式：陽極：陰極：

2NaCl2Na+Cl2↑通電總反應：2Cl-→Cl2↑+2e-

氧化反應2Na++2e-→2Na還原反應第2頁/共28頁電解:

電解池:構成條件:

使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。電解質溶液的導電過程就是電解質溶液的電解過程．把電能轉化為化學能的裝置.(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個電極：

（接電源正極的為陽極，發(fā)生氧化反應；接電源負極的為陰極，發(fā)生還原反應）(3)電解質溶液或熔融的電解質第3頁/共28頁電子的流向:離子定向移動的方向:

惰性電極與活性電極：電子從外加電源的負極流出，到電解池的陰極，再從電解池的陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導電，不參與反應活性電極（除鉑、金外的金屬）：

既可以導電、又可以參與電極反應第4頁/共28頁電解過程不僅可以在熔融電解質中進行，也可以在電解質溶液中進行。以電解氯化銅為例實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：

陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍（Cl2)

陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液第5頁/共28頁實驗分析：通電前：分析電解質溶液中的離子情況

陽離子：H+、Cu2+

陰離子：OH-、Cl-

做無規(guī)則運動通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：

陽極（接電源正極）

陰極（接電源負極）與電極材料無關

第6頁/共28頁電極產(chǎn)物反思為什么不是氧氣呢？為什么不產(chǎn)生氫氣呢？說明：得失電子的能力不同失電子能力：Cl-＞OH-得電子能力：Cu2+＞H+放電能力放電次序第7頁/共28頁（3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應:

陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電

陽極：2Cl-→Cl2↑+

2e-氧化反應

陰極：Cu2++2e-→Cu還原反應

總式：（2）判斷離子的放電順序：

陽離子：Cu2+>H+

陰離子：Cl->OH-（4）分析電解質溶液的變化情況：

CuCl2Cu+Cl2↑電解氯化銅溶液濃度______降低第8頁/共28頁離子放電順序：陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。

①活性材料作電極時：金屬在陽極失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。

②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3->SO42-(等含氧酸根離子）>F-陽極：第9頁/共28頁離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>

(H+)水>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：當H+離子濃度很小時水，放電順序按（H+）當H+離子濃度很大時酸，放電順序按H+

無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：陰極:陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。第10頁/共28頁電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實例電極反應

濃度PH值復原措施CuCl2

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e-=2Cu↓減小增大CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑電解第11頁/共28頁陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應

濃度PH值復原措施Na2SO4

實例電極反應

濃度PH值Na2SO4

陽極:4OH-_4e-=

2H2O+O2

↑陰極:

4H++4e-=2H2↑變大不變

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解第12頁/共28頁陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應

濃度PH值復原措施NaCl

陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大

加HClNaCl溶液第13頁/共28頁實例電極反應濃度PH值復原措施CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH---4e-=2H2O+O2

↑陰極：Cu2++2e-=Cu減小減小

加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4電解第14頁/共28頁電解規(guī)律（惰性電極）小結

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2

、HClⅠ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+第15頁/共28頁

電解質溶液用惰性電極電解的示例：電解類型舉例電極反應溶液PH變化溶液復原方法物質類別實例僅溶劑水電解

僅溶質電解

溶質和溶劑同時電解

含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陽極：4OH-→4e-＋O2+2H2O陰極：4H++4e-→2H2↑減小增大不變H2O陽極：2Cl-→

2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-→

H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl-→

2e-＋Cl2↑陰極：Cu2++2e-→

Cu↓減少CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl-→

2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-→

H2↑增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH-→

4e-

＋O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e-→

2Cu↓減小CuO第16頁/共28頁陽極氣體的檢驗O2的檢驗—Cl2的檢驗———（黃綠色）（變藍）（下層呈紫色）（復燃）帶火星的木條看氣體顏色濕潤的淀粉碘化鉀試紙氣體通入碘化鉀溶液后用四氯化碳萃取此法較為簡捷方便第17頁/共28頁裝置原電池電解池實例

原理

形成條

電極名稱

電子流向

電流方向

電極反應

能量轉化

應用

發(fā)生氧化還原反應，從而形成電流電流通過引起氧化還原反應兩個電極、電解質溶液或熔融態(tài)電解質、形成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應電源、電極（惰性或非惰性）、電解質（水溶液或熔融態(tài)）

由電極本身決定正極：流入電子負極：流出電子

由外電源決定陽極：連電源正極

陰極：連電源負極（外電路）負極→正極

電源負極→陰極→陽極→電源正極（外電路）正極→負極電源正極→陽極→陰極→電源負極負極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應）正極：2H++2e-

=H2↑（還原原應）

陽極：2CI--2e-=CI2

↑(氧化反應)陰極:Cu2++2e-=Cu(還原反應)化學能→電能電能→化學能設計電池、金屬防腐氯堿工業(yè)、電鍍、電冶、金屬精煉銅鋅原電池電解氯化銅第18頁/共28頁練習分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。第19頁/共28頁（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.寫出下列裝置的電極反應式，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。鞏固練習第20頁/共28頁2.如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對該裝置的有關敘述正確的是

A.P是電源的正極B.F極上發(fā)生的反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B第21頁/共28頁

3.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的A練習第22頁/共28頁FeCu氯化銅溶液氯化銅溶液CuC氯化銅溶液CuC4、寫出下列裝置的電極反應，并標明氧化反應還原反應ABDCFeCu氯化鈉溶液練習第23頁/共28頁5、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一組結構相似的充滿二氧化鉛的鉛板組成，用H2SO4作電解液。總反應式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）試寫出放電時的正、負極反應式正極:______________________________________負極:______________________________________（2）試寫出充電時的陽、陰極反應式陽極:______________________________________陰極:______________________________________PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+

SO42-－2e-=PbSO4練習PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+

4H++SO42-PbSO4

+2e-=Pb+SO42-第24頁/共28頁

此電池放電時，負極發(fā)生反應的物質為A．AgB．Zn(OH)2C．Ag2OD．Zn充電放電2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O6．銀鋅電池廣泛用于電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為：D拓展練習第25頁/共28頁7.下列裝置暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快到慢順序

.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DEFACB拓展練習第26頁/共28頁；/廣州吉他培訓廣州學古箏rtz74qts小樹林里玩兒……當耿老爹再次慢慢放松之后，華老郎中又騰出右手。這一次，他不是輕輕地轉動，而是彈動留在穴位內(nèi)的那根長長的銀針。隨著彈動頻率的加快，耿老爹的震顫越來越劇烈……華老郎中一邊繼續(xù)彈著銀針，一邊緩緩地說：“你的正兒、英子、小直子慢慢長大了，他們都是多么可愛的孩子啊！他們聰明、好學、學會了很多的本事……耿老爹渾身上下劇烈地震顫著……他雖然閉著雙眼，但耿正、耿英、耿直的模樣越來越清晰了，他看到了已經(jīng)長大成人的耿正……多么瀟灑的大兒子?。《檬悄菢拥某錾袢牖?，那笛子吹得才叫個好聽呢，不由得脫口而出：“正兒的二胡拉得比俺還好，還會吹笛子，非常好聽！”華老郎中一邊繼續(xù)彈著銀針，一邊緩緩地問：“英子呢？小直子呢？他們也會拉二胡和吹笛子嗎？”女兒耿英和小兒子耿直的模樣在耿老爹的腦海里越來越清晰：聰明能干的英子，非常機靈且日漸懂事的小直子……耿老爹不知不覺地順著華老郎中的引導，斷斷續(xù)續(xù)地說：“英子和小直子也