高中化学 第1章 第2节 第1课时 电解的原理课件 鲁科版选修4.ppt

第2节电能转化为化学能电解 第1课时电解的原理 晨背关键语句 理解教材新知 应用创新演练 把握热点考向 考向一 考向二 考向三 第1章化学反应与能量转化 知识点二 知识点一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 电解池组成 三条件 1 外接电源 2 电解质溶液 3 闭合回路 2 离子放电 两顺序 惰性电极 阳极 s2 i br cl oh 阴极 ag fe3 cu2 h 酸 sn2 zn2 fe2 h h2o al3 3 电解池阴 阳极 四特点 阳极 外接直流电源正极 流出电子 发生氧化反应 阴离子移向 阴极 外接直流电源负极 流入电子 发生还原反应 阳离子移向 1 熔融氯化钠的电解 1 实验现象 通电后 在石墨片周围有产生 在铁片上生成 2 实验分析 熔融氯化钠中存在的微粒 气泡 银白色金属 na cl 通电后离子的运动方向 阳离子 填离子符号 移向电极 阴离子 填离子符号 移向电极 电极上发生的变化 铁电极 石墨电极 3 实验结论 熔融的氯化钠在作用下发生了 分解生成了 na 铁 cl 石墨 2na 2e 2na 2cl 2e cl2 电流 化学变化 钠和氯气 2 基本概念 1 电解 让直流电通过或 在两个电极上分别发生反应和反应的过程 2 电解池 定义 将转化为的装置 组成 电源 固体电极材料 电解质溶液或电解质 电解质溶液 熔融电解质 氧化 还原 电能 化学能 直流 熔融 3 电极及电极反应 阳极 发生反应的电极 阴极 发生反应的电极 电极反应 在电极上进行的 它可以表示电极上和 氧化 还原 半反应 物质的变化情况 电子的转移情况 1 确定电解池阴 阳极的方法 1 通过与直流电源的连接 阳极 连接电源正极 阴极 连接电源负极 2 通过发生的反应 阳极 发生氧化反应 阴极 发生还原反应 3 通电电子流向及反应中电子得失 阳极 电子流出 反应中失电子阴极 电子流入 反应中得电子 2 电解池的工作原理 1 如图是电解熔融nacl制备金属钠的装置示意图 下列有关判断正确的是 a 通过该装置可以将化学能转变为电能b 石墨电极为正极c na 在铁极上得到电子被还原为钠原子d 装置中两个电极可以互换 解析 若两个电极互换 则铁作阳极 失去电子 cl 不能放电 得不到cl2 一段时间后fe2 在阴极上放电 电解失败 答案 c 2h2o o2 4h 4e 2h2 4oh 4e 自学教材 填要点 减小增大不变 2cl 2e cl2 2cl 2e cl2 cu2 2e cu 增大 2h 2e h2 2cl 2e cl2 增大 4oh 4e 2h2o o2 减小 1 惰性电极是指石墨 au pt等电极 除au pt以外的金属电极是活性电极 2 阳极产物的判断 首先看电极 如果是活性电极 则电极材料失去电子 被溶解 如果是惰性电极 根据阴离子的放电顺序加以判断 阴离子的放电顺序 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 3 阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断 阳离子放电顺序 ag hg2 fe3 cu2 h 浓度大 pb2 sn2 fe2 zn2 h 浓度小 al3 mg2 na 4 用惰性电极电解电解质水溶液时 首先要全面分析电解质溶液的组成 找全离子并分为阴 阳两组 然后排出阴 阳离子的放电顺序 写出两极上的电极反应式 根据两极的电极反应式写出反应的总方程式 5 若阴极为h 放电 则阴极区c oh 增大 若阳极区oh 放电 则阳极区c h 增大 若阴 阳极分别同时有h oh 放电 相当于电解水 电解质溶液浓度增大 饱和溶液例外 6 电解后要恢复原电解质溶液的浓度 需要加入适量的某物质 该物质一般是阴极与阳极产物的化合物 2 用石墨作电极 分别电解下列各物质的溶液 cucl2 cuso4 nacl nano3 盐酸 h2so4 koh其中只有水被电解的有 a b c d 解析 只有水被电解 即在阴极上h 放电 溶液中阳离子是较活泼的金属离子 在阳极上oh 放电 溶液中含有含氧酸根离子或f 符合这一要求的是 答案 c 例1 如图所示 甲是刚浸过nacl溶液的石蕊试纸 a b两铜片通过导线连接电源两极 在铜片间的滤纸上滴一滴kmno4溶液 通电一段时间后 发现a b间的紫红色圆点向a极移动了一段距离 则与a相连的是电源的 极 可发现滤纸的b极边沿附近有 色出现 答案 正蓝 阴 阳极的判断方法解决这一类电解有色离子的电解质溶液 特别是含mno的溶液 的问题时要牢记 在电解池中 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 常用判断方法归纳如下 4 提示 试纸变蓝的原因是a端液体呈碱性 其电极反应式为2h 2e h2 破坏水的电离平衡 使得c oh c h 即a端为电解池的阴极 1 惰性电极电解浸有na2so4溶液的石蕊试纸 若发现a端试纸变蓝 则a端为电 解池的阳极还是阴极 例2 用惰性电极电解稀h2so4 cu no3 2 nacl的混合液 最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是 a h2和cl2b cu和cl2c h2和o2d cu和o2 答案 b 判断电极产物时的注意问题 1 对阳极 首先看阳极材料是否为活性电极 若为活性电极 则阳极材料被溶解 若为惰性电极 则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电 且注意溶液中oh 的存在 2 对阴极 不论阴极材料是什么 均按照阳离子的放电顺序判断谁先放电 且注意溶液中h 的存在 2 若将本题中nacl改为na2so4 则电解的初始阶段阴极和阳极上析出的物质分别是什么 提示 若将nacl改为na2so4 则溶液中存在h cu2 na so no oh 离子的放电顺序为 阳离子 cu2 h na 阴离子 oh so no 则阴极反应式 cu2 2e cu 阳极反应式 4oh 4e 2h2o o2 故阴极析出cu 阳极产生o2 例3 2011 全国高考 用石墨作电极电解cuso4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到起始状态 应向溶液中加入适量的 a cuso4b h2oc cuod cuso4 5h2o 答案 c 电解后要恢复原电解质溶液的浓度 须加适量的某物质 该物质可以是阴极与阳极产物的化合物 如用惰性电极电解cuso4溶液 要恢复原溶液浓度 可向电解后的溶液中加入cuo 也可以加入cuco3 但不能加入cu oh 2 因为cu oh 2与h2so4反应会使溶液中水的量增加 用惰性电极电解下列溶液 一段时间后 加入一