資源簡介

(共33張PPT)
章
四
第
化學(xué)反應(yīng)與電能
第2節(jié)
電解池
第1課時(shí)
電解原理
Zn
Cu
CuCl2溶液
(1)兩個(gè)活性不同的電極
(2)電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強(qiáng)的電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng))
(3)形成閉合回路
(4)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
1、構(gòu)成原電池的條件是什么
負(fù)極：
正極：
電池總反應(yīng)：
Zn – 2e- = Zn2+
Cu2+ ＋ 2e- = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
2、原電池的電極反應(yīng)式
3、原電池中的能量轉(zhuǎn)化方式是什么？
化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能
知識回顧
如果把兩根石墨棒作電極插入CuCl2 溶液中，外接直流電源時(shí)，電能能能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能嗎？
C
C
CuCl2溶液
講授新課
實(shí)驗(yàn)分析：
通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況
陽離子：H+、Cu2+
陰離子：OH-、Cl-
做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
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(fù)極）
與電極材料無關(guān)
Ⅰ通電前
講授新課
實(shí)踐探究
思考1：在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)？
Cu2+ 、 H+向陰極區(qū)移動(dòng)； Cl- 、OH-向陽極區(qū)移動(dòng)
Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑
陰極區(qū)：
Cu2+→Cu H+→H2↑
陽極區(qū)：
思考2：猜想在通電時(shí)在陽極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？
－ ＋
陰極
陽極
Ⅱ通電后
講授新課
有氣泡，濕潤KI-淀 粉試紙變藍(lán)，氣體有刺激性氣味
碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出
陰極：
陽極：
陽離子 陰極
陰離子 陽極
閉合回路特點(diǎn)
e-
溶液中離子定向移動(dòng)
負(fù)極 陰極 陽極 正極
e-
2Cl--2 e- =Cl2↑
Cu2++ 2e-=2Cu
CuCl2 Cu+Cl2 ↑
電解
溶液中氫離子和氫氧根離子定向移動(dòng)嗎？為什么它們沒有放電？
+
-
石墨
石墨
CuCl2溶液
Cu2+
Cu2+
Cl-
e-
e-
e-
e-
講授新課
電極名稱_______
反應(yīng)類型_______
電極反應(yīng)_______
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_______
電極名稱_______
反應(yīng)類型_______
電極反應(yīng)_______
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_______
陰極
陽極
氧化
還原
氯化銅溶液
C
C
Cu2+ ＋ 2e－ = Cu
紅色固體
2Cl－－ 2e－ = Cl2↑
黃綠氣體
講授新課
1、電解
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。
2、電解池（電解槽）
把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置
注意：①電流應(yīng)是直流電
②熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解
講授新課
3、電解池構(gòu)成條件
(1) 外加直流電源
(2) 電極
(3) 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
陽極：接電源正極
陰極：接電源負(fù)極
惰性電極：C、Pt、Au等
活性電極：Fe、Cu、Ag等
電極
材料
名稱
(4)形成閉合回路
講授新課
Fe
Cu
氯化銅溶液
氯化銅溶液
C
C
A
B
Fe
Cu
鹽酸溶液
分析下圖，屬于電解池的是（ ）
C
Cu
氯化銅溶液
D
C
D
隨堂一練
下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A、由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池
B、在電解池中跟直流電源的正極相連的電極是電解池的陽極
C、在電解池中通電時(shí)，電子從電解池的陰極流出，并沿導(dǎo)線流回電源的負(fù)極
D、電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)
C
隨堂一練
陰極放電順序（陽離子得電子能力）
Al3+~ K+水溶液中不放電，熔融狀態(tài)放電
Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+（濃度大）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>
H+（濃度小） >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
上述順序基本上與金屬活動(dòng)順序一致，即越活潑的金屬，其陽離子越難結(jié)合電子，但Fe3+氧化性較強(qiáng)，排在Cu2+之前。
4.放電順序
（即失或得電子的順序）
講授新課
S2－＞SO32－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－ ＞(含氧酸根)＞F－
①用活性電極：金屬失電子
②用惰性電極：陰離子放電順序：
陽極：
看電極材料是否參與反應(yīng)：
惰性電極（只傳遞電子本身不失電子）: 鉑Pt、金Au、石墨C、
活性電極：除鉑、金外的金屬,如Cu、Ag、Fe等
含氧酸根、 F-在水溶液中不放電
講授新課
無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽(如HCl、CuCl2等)溶液的電解
陰極：2H+ + 2e－ =H2↑
陽極：2Cl－ －2e－ =Cl2↑
總反應(yīng)：2HCl ====Cl2↑+H2↑
通電
1、電解電解質(zhì)型：
5、電解規(guī)律(用惰性電極電解時(shí))
實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解
增大
通入HCl
溶液pH變化：
溶液復(fù)原方法：
電解鹽酸：
講授新課
實(shí)例 電極反應(yīng) 濃度 pH值 復(fù)原
CuSO4
陽極
陰極
氧
氣
銅
陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
陰極：Cu2++ 2e- = Cu
減小
減小
加CuO
CuSO4溶液
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
電解
2、放氧生酸型：
不活潑金屬的含氧酸鹽 (如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。
講授新課
陽極
陰極
氯氣
氫
氣
NaCl溶液
實(shí)例 電極反應(yīng) 濃度 pH 復(fù)原
NaCl





陽極: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
陰極: 2H ++ 2e- =H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
電解
減小
增大
加HCl
3、放氫生堿型：
活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl、K2S等)溶液的電解
講授新課
陽極
陰極
氧氣
氫
氣
Na2SO4溶液
實(shí)例 電極反應(yīng) 濃度 pH 復(fù)原
Na2SO4




陽極: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
陰極: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
變大
不變
加H2O
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
電解
4、電解水型：
含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如H2SO4、NaOH、Na2SO4 等)的電解。
講授新課
陽極：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ與Ⅲ區(qū)：電解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型 如NaCl
Ⅱ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
講授新課
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(zhì)量增加,b極板有無色無臭的氣體放出,符合這一情況的是 ( )
a極板 b極板 X電極 Z溶液
A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4
B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH
C 銀 鐵 正極 AgNO3
D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2
A
a
b
Z溶液
x y
. .
隨堂一練
用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時(shí)間后斷開電路，要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（ ）
A 、CuSO4 B 、 H2O C 、CuO D 、Cu(OH)2
C
用用石墨電極電解1mol/LNaCl溶液，一段時(shí)間后，此時(shí)NaCl溶液濃度變?yōu)?.5mol/L,要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（ ）
A、NaCl(s) B、H2O C、通入HCl氣體 D 、鹽酸
C
隨堂一練
用Pt電極長時(shí)間電解下列溶液，整個(gè)溶液的pH不發(fā)生變化的是（　　）
　　A．KNO3
　　B．Ba(OH)2
　　C．CaCl2 　　
　　D．H2SO4
A
隨堂一練
下圖所示裝置中a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)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
X Y
b
Pt
Cu
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
A C
隨堂一練
如圖所示，通電后A極上析出Ag，則有關(guān)敘述正確的是( )
A.P是電源的正極
B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：
4OH- - 4e-=2H2O+O2↑
C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，
除E、F兩極外，其余電極均參
加了反應(yīng)
D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B
隨堂一練
（2）電極反應(yīng)式要注意溶液的酸堿性對書寫的影響；要注意兩邊的電荷要守恒（電子看作負(fù)電荷）
（3）標(biāo)明條件：通電或電解。若電解的H+或OH-來自于H2O，在方程式中要以H2O形式存在，不能書寫H+或OH-作為反應(yīng)物
（4）電解反應(yīng)是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，是被外界強(qiáng)迫發(fā)生的反應(yīng)，所以：弱氧化劑+弱還原劑 = 強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑的反應(yīng)形式也很常見
（1）首先看陽極材料，若陽極是活性電極陽極本身失去電子被氧化，若陽極是惰性電極，陰離子在陽極放電。
6.電極反應(yīng)式的書寫
講授新課
（包括水的電離，并分 成陽離子組和陰離子組）
②明確溶液中存在哪些離子
③判斷陰陽離子的放電順序
④根據(jù)陽極氧化，陰極還原完成電極反應(yīng)式
書寫電極反應(yīng)式及總方程式的方法小結(jié)
①判斷電極材料
（注意得失電子守恒）
⑤由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式
（弱電解質(zhì)的須保持分子形式）
講授新課
1L0.1mol/LAgNO3溶液在以Ag作陽極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極增重2.16g時(shí)。下列判斷(設(shè)電解按理論進(jìn)行，溶液不蒸發(fā))正確的是( 　 )
A．溶液的濃度變?yōu)?.08mol/L
B．陽極上產(chǎn)生112mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
C．轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1.204×1022個(gè)　
D．反應(yīng)中有0.01mol的Ag被氧化
C
隨堂一練
用Pt作電極電解某種溶液,通電一段時(shí)間后,溶液的pH值變小,并且在陽極得到0.56L氣體,陰極得到1.12L氣體(兩氣體均在相同條件下測定).由此可知溶液可能是( )
A﹑稀鹽酸 B﹑KNO3溶液
C﹑CuSO4溶液 D﹑稀硫酸
D
隨堂一練
用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，然后加入P 能使溶液回復(fù)電解前的狀態(tài)的組是（ ）
X Y Z P
A. Pt Pt NaOH NaOH
B. Cu Cu CuSO4 CuSO4
C. Cu Pt Cu(NO3)2 CuO
D. Pt Pt H2SO4 H2O
D
隨堂一練
根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：
Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖牵? ）
A B C D
陽極 石墨 Cu Cu Cu
陰極 石墨 石墨 Fe Pt
電解液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 H2SO4溶液 H2O
B
隨堂一練
在相同條件下，通以相同的電量，分別電解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g銅，則析出銀的質(zhì)量為（ ）
　　A．108g 　　　B．54g
　　C．216g 　　 D．64g
C
隨堂一練
1、電解
5、電極反應(yīng)式的書寫
2、電解池（電解槽）
3、電解池構(gòu)成條件
4、電解規(guī)律
總結(jié)歸納
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