高中化學(xué)選修四：4.3《電解池》課件

章電化學(xué)基礎(chǔ)2021/5/91探究實(shí)驗(yàn)1甲無(wú)現(xiàn)象沒(méi)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。分析原因:CuCl2溶液2021/5/92氫氣氧氣

電解電解水：2H2O====2H2↑＋O2↑+_2021/5/93探究實(shí)驗(yàn)2－－如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中，再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。約3～5min后切斷電源。CC陰極陽(yáng)極CuCl2溶液＋－2021/5/94

向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行思考1：氯化銅溶液中含有哪些微粒?思考2：在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)？思考3：猜想在通電時(shí)在陽(yáng)極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽(yáng)離子：Cu2+

、H+

陰離子：Cl-

、OH-Cu2+

、H+向陰極區(qū)移動(dòng)；Cl-

、OH-向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng)

H2OH++OH-

CuCl2＝Cu2++2Cl-

陽(yáng)極區(qū)：Cl-→Cl2↑OH-→O2↑陰極區(qū)：Cu2+→CuH+→H2↑2021/5/95B.實(shí)驗(yàn)記錄有氣泡逸出有紅色固體析出氯氣銅使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)—————氧氣？氫氣？陰極陽(yáng)極2021/5/96

陰離子失去電子,陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子的濃度放電能力：Ag+>Hg2+>Fe3+

>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子。陽(yáng)極：還原性強(qiáng)的離子先失電子。金屬

>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－

除Pt、Au2021/5/97Cu2+oooooooooooooooooooo－＋－＋陰極陽(yáng)極CuCl2ooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)裝置e-e-單擊電子流動(dòng)OH－H+電極反應(yīng)：2Cl－－2e－

=Cl2↑（氧化反應(yīng)）Cu2+

＋2e－

=Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2Cu+Cl2↑電解陽(yáng)極：陰極：2021/5/981.電解：

使直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起

氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，叫做電解。3.構(gòu)成電解池的條件：①直流電源；陰極:與電源負(fù)極相連[還原反應(yīng)]陽(yáng)極:與電源正極相連[氧化反應(yīng)]②電極：③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2.電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解原理④形成閉合回路。2021/5/99小結(jié)：①電極反應(yīng)：陽(yáng)氧化、陰還原②離子流向：異性相吸③電子流向：電子從負(fù)極流向陰極，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再?gòu)年?yáng)極流回正極(陽(yáng)氧)2021/5/910思考?電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果？

H2O

H++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO4

2—離子放電的順序陽(yáng)離子陰離子H+

>Na+OH－>SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解陽(yáng)極：陰極：2021/5/9111.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽(yáng)離子組和陰離子組。2.根據(jù)放電規(guī)律，陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）3.由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)的須保持分子形式）寫(xiě)電極反應(yīng)【方法小結(jié)】2021/5/912

[例]以石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫(xiě)出分別電解下列溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。(1)NaCl溶液:(2)CuSO4溶液:想一想、做一做

陽(yáng)極：4OH--4e-＝2H2O+O2↑

陰極：2Cu2++4e-＝2Cu

電解總反應(yīng)式：2Cu2++2H2O＝2Cu+O2↑+4H+陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-電解H+應(yīng)該在哪一極？OH-在哪一極？(2H2O2H++2OH-)(4H2O4H++4OH-)2021/5/913電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路自發(fā)的氧化還原反應(yīng)形成條件將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義裝置實(shí)例電解池原電池裝置2021/5/914電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽(yáng)極→電源正極電子流向陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子電極反應(yīng)陽(yáng)極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負(fù)極正極導(dǎo)線2021/5/915二、電解規(guī)律(用惰性電極電解時(shí))1、電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液陽(yáng)極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑

總反應(yīng)：2H2O＝O2↑+2H2↑

電解

電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

，若要恢復(fù)原來(lái)的濃度，只需加入一定量的

即可。實(shí)質(zhì)：電解水例如：電解硫酸鈉溶液增大水2021/5/9162、電解無(wú)氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液，如電解鹽酸、CuCl2溶液等電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

，若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需加入一定量的

(通入一定量的HCl氣體)陽(yáng)極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑

總反應(yīng)：2HCl＝Cl2↑+H2↑

電解電解鹽酸實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解減小溶質(zhì)2021/5/9173、電解不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽(yáng)極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e－＝2Cu總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

電解電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液2021/5/9184、電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽(yáng)極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑

總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑

電解2021/5/919練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫(xiě)出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。

AgNO3溶液

試一試陽(yáng)極：4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極：4Ag++4e-=4Ag總反應(yīng)式：4Ag++2H2O==4Ag+O2↑+4H+通電2021/5/9201、下列說(shuō)法或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵C．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快D．與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極B練習(xí)2021/5/921例：在50mL0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則：⑴若兩極均為銅片，試說(shuō)明電解過(guò)程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化。⑵若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)極反應(yīng)式是⑶如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電當(dāng)電路中有0.01mol電子通過(guò)時(shí)，陰極增重g，陰極上的電極反應(yīng)式是。不變0.32Zn－2e－＝Zn2+Cu2++2e－＝Cu2021/5/922

(1)在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場(chǎng)的作用下，

向陰極移動(dòng)，

向陽(yáng)極移動(dòng)。在陽(yáng)極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽(yáng)極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動(dòng)，因此陰極

濃度增大，PH

。陰極方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+三、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2021/5/923總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？

陰極附近的溶液無(wú)色變?yōu)榧t色陽(yáng)極:產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色.陰極:產(chǎn)生無(wú)色、無(wú)味氣體2021/5/924(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個(gè)問(wèn)題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題:2021/5/9252、銅的電解精煉⑴、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅－CuSO4溶液⑵、粗銅的精煉以粗銅為陽(yáng)極，以純銅為陰極，以CuSO4溶液為電解液進(jìn)行電解陽(yáng)極：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

陰極：

Cu2++2e－＝Cu2021/5/9263、電鍍⑴、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過(guò)程。⑵、電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①、鍍件作陰極②、鍍層金屬作陽(yáng)極③、含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液作電解液⑶、電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性保持不變2021/5/9274、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽(yáng)極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強(qiáng)有力的氧化還原的手段。2021/5/928制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽(yáng)極：6O2-

－12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e-==4Al總反應(yīng)：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石2021/5/929原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看”先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中后看回路：形成閉合回路或兩極接觸若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。討論：比較電解池和原電池的異同~~~~~~2021/5/930裝置原電池電解池實(shí)例

原理

形成條