課件高二化學(xué)反應(yīng)原理課件9：1.2.1 電解的原理

第1課時

電解的原理電解法在元素發(fā)現(xiàn)史中的重要地位情景導(dǎo)學(xué)1.了解電解池的工作原理，能準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)式及反應(yīng)總式。（重點(diǎn)）2.掌握電解飽和食鹽水的基本原理，理解陰陽離子的放電順序。（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)鈉的制備鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，這給鈉的制取帶來一定的困難。目前，世界上生產(chǎn)金屬鈉多數(shù)用電解熔融氯化鈉的方法。Cl—Cl—Cl—Cl—Na+Na+Cl—Cl—Cl—Cl—Na+Na+ClClClClNaNaCl2Cl2電解熔融氯化鈉的微觀反應(yīng)過程N(yùn)a+、Cl—無規(guī)則運(yùn)動Na+、Cl—定向運(yùn)動Na+、Cl—發(fā)生電子得失陰陽兩極上生成Na、Cl2e-e-1.氯化鈉中含有哪些微粒?接通電源之前如何運(yùn)動？2.接通電源后，Na+和Cl-如何移動？3.兩個電極上觀察到什么現(xiàn)象？Na+和Cl-做無規(guī)則運(yùn)動?！舅伎寂c交流】Na+和Cl-發(fā)生定向移動陽極：有氣泡，有刺激性氣味陰極：有金屬鈉析出陰極陽極4.兩個電極上分別發(fā)生什么反應(yīng)？2Na++2e-2Na2Cl--2e-Cl2↑2NaCl====2Na+Cl2↑

通電電解熔融NaCl的總反應(yīng)：與電源正極相連的：與電源負(fù)極相連的：氯氣鈉熔融NaCl+-氧化反應(yīng)還原反應(yīng)5.電子的流向？6.離子定向移動的方向？(注：電子只在外電路定向移動，不能在溶液中移動）電子從電源負(fù)極流出，流入電解池陰極；再從陽極流回電源正極。陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。氯氣鈉熔融NaCl+-陰極陽極1.電解的概念在直流電作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。電解的原理2.電解池把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。觀察對比電解池和原電池，總結(jié)電解池的構(gòu)成條件。陽極陰極CCCuCl2溶液-+正極稀硫酸ZnCu負(fù)極【思考與交流】陽極陰極CCCuCl2溶液-+3.構(gòu)成電解池的條件（1）外接直流電源。（2）兩個固體電極材料插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)中。（3）用導(dǎo)線連接形成閉合回路是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置！CC

陽極陰極e－Cu2++2e–==Cu(還原反應(yīng))工作原理：2Cl–-2e–==Cl2↑(氧化反應(yīng))(缺少電子)(富集大量電子)陰極：陽極：——Cu2+、H+、Cl-、OH–e-CCCuCl2溶液總反應(yīng)：CuCl2====Cu+Cl2↑通電-+電解氯化銅溶液陰極：與電源負(fù)極相連，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)陽極：與電源正極相連，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)4.電極的判斷e－e－CC陰極陽極電解質(zhì)溶液

兩個電極的類型：惰性電極(鉑、金、石墨)：——無論做陰陽極，僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極(除鉑、金外的金屬)：——做陰極：只起導(dǎo)電作用，不參與電極反應(yīng)

——做陽極：除起導(dǎo)電作用，還失去電子成為金屬陽離子進(jìn)入溶液惰性電極與活性電極CuCuCuCl2溶液陰極陽極CCCuCl2溶液陰極陽極5.電極反應(yīng)式的書寫：（以電解CuCl2

為例）e－e－CCCuCl2溶液陰極陽極陽離子移向陰極得電子，陰離子移向陽極失電子；陰極：Cu2++2e-

Cu

還原反應(yīng)陽極：2Cl-—2e-Cl2↑

氧化反應(yīng)總反應(yīng)式：

CuCl2

Cu+Cl2

↑電解通式：陰極：氧化劑＋ne-

還原產(chǎn)物陽極：還原劑

—

ne-

氧化產(chǎn)物總電解反應(yīng)式：陰陽極反應(yīng)式相加所得的式子（考慮電子守恒）思考：CuCl2在水溶液中電離生成Cu2＋和Cl－的同時，弱電解質(zhì)水也會發(fā)生電離，而產(chǎn)生H＋和OH－，通電時，這些自由移動著的離子，在電場作用下，溶液中帶正電的H＋和Cu2＋都同時向陰極移動，而為什么只有Cu2＋得電子被還原，而帶負(fù)電的OH－和Cl－都同時會向陽極移動，而為什么只有Cl－失電子被氧化？分析：得電子能力：Cu2＋＞

H＋

失電子能力：Cl－＞

OH－

思考：為什么得失電子的結(jié)果是這種情況？陰陽離子的放電順序是什么？放電：在電極表面，陰離子失去電子而

陽離子得到電子的過程叫放電。陰離子放電：與陰離子的還原性的相對強(qiáng)弱有關(guān)陽離子放電：與陽離子的氧化性的相對強(qiáng)弱有關(guān)陰極：陽極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（先于H+放電）Pb2+>

Sn2+>Fe2+>Zn2+

濃度大時先于

H+放電H+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

水中H+先放電金屬電極（除Pt、Au）S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子陽離子——氧化性強(qiáng)的先得電子陰離子——

還原性強(qiáng)的先失電子重點(diǎn)記憶：Ag+>Cu2+>H+>

Mg2+>Na+>Ca2+>K+水溶液中H+先得電子，Mg2+等不得電子。離子放電規(guī)律分析電解反應(yīng)的一般思路：明確陰、陽極；溶液中存在哪些離子根據(jù)放電順序分析，得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子掌握過程方法，事半功倍！陽極材料：活性電極(除鉑、金以外的金屬)：惰性電極

(石墨、鉑、金)：電解質(zhì)導(dǎo)電的過程就是電解過程。活性陽極先于陰離子放電；陰極不參與電解反應(yīng)。陰離子放電；陽極自身失電子?！練w納提高】分別用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。（1）稀硫酸（2）鹽酸（3）硝酸銀（4）硫酸銅（5）氯化鉀（6）氫氧化鈉6.電解的類型（惰性電極）陰極：4H++4e-2H2↑陽極：4OH--4e-2H2O+O2↑總反應(yīng)式：（2）鹽酸陰極：2H++2e-H2↑陽極：2Cl--2e-Cl2↑總反應(yīng)式：2HClH2↑+Cl2↑通電2H2O2H2↑+O2↑通電（1）稀硫酸（3）AgNO3溶液4Ag++4e-

4Ag4OH--4e-2H2O+O2↑4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+通電陰極：2Cu2++4e-2Cu陽極：4OH--4e-

2H2O+O2↑（4）CuSO4溶液2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+通電總反應(yīng)：陽極：陰極：總反應(yīng)：2Cl--2e-Cl2↑2H++2e-

H2↑陽極：陰極：總反應(yīng)式：

通電2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑（5）氯化鉀溶液（6）NaOH溶液陽極：4OH--4e-2H2O+O2↑陰極：4H++4e-2H2↑總反應(yīng)式：2H2O2H2↑+O2↑通電電解質(zhì)類型實例電解對象電解類型最高價含氧酸強(qiáng)堿最高價含氧酸強(qiáng)堿鹽無氧酸無氧酸不活潑金屬鹽無氧酸活潑金屬鹽含氧酸不活潑金屬鹽HNO3H2ONaOHH2ONaNO3H2O電解水型HClHClCuCl2CuCl2電解質(zhì)分解型NaCl溶質(zhì)和水放氫生堿AgNO3溶質(zhì)和水放氧生酸【歸納小結(jié)】1.下列關(guān)于電解池的說法正確的是（

）A.電源的負(fù)極就是陰極B.與直流電源的正極相連的是電解池的陰極C.與直流電源的負(fù)極相連的電極上發(fā)生還原反應(yīng)D.陽極上發(fā)生還原反應(yīng)C當(dāng)堂檢測2.取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。則下列說法錯誤的是（

）A．b電極是陰極B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接 C．電解過程中，水是氧化劑 D．b電極附近溶液的pH變小D3.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是（）A．X是正極，Y是負(fù)極B．X是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH值逐漸減小D．CuSO4溶液的pH值不變a