电解原理和电解规律PPT课件.ppt

第四章电化学基础 第三节电解池 1 氢气 氧气 电解电解水 2H2O 2H2 O2 2 思考回忆 1 电解质是指在 能够导电的化合物 2 电离是指电解质在 或 状态下离解成 的过程 3 原电池是 的装置 4 构成原电池的条件是 水溶液或熔融状态下 水溶液 熔融 自由移动离子 把化学能转化为电能 两个电极 电解质溶液或熔融态电解质 形成闭合回路 自发发生氧化还原反应 3 CuCl2溶液 写出右图原电池的电极反应 电池总反应 负极 Zn 2e Zn2 正极 Cu2 2e Cu 电池总反应 Zn CuCl2 ZnCl2 Cu CuCl2溶液 问题 如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中 外接直流电源 这还是原电池装置吗 原电池是把化学能转变成电能的装置 4 探究实验1 甲 无现象 没有且不能自发发生原电池反应 甲装置不满足构成原电池的条件 分析原因 5 探究实验2 如图所示 将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接 浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中 再接通12V直流电 观察现象 约3 5min后切断电源 Cu Cl2 阴极 阳极 CuCl2溶液 6 实践探究 1 向氯化铜溶液中通入直流电 A 理论先行 思考1 氯化铜溶液中含有哪些微粒 思考2 在通电时这些微粒各向什么区移动 思考3 猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应 产物可能是哪些 阳离子 Cu2 H 阴离子 Cl OH Cu2 H 向阴极区移动 Cl OH 向阳极区移动 Cl Cl2 OH O2 H2OH OH CuCl2 Cu2 2Cl 阴极区 Cu2 CuH H2 阳极区 7 实验结果交流 B 实验记录 有气泡逸出 有红色固体析出 氯气 铜 不能使带火星木条复燃 使淀粉碘化钾试纸变蓝 氧气 氢气 阴极 阳极 8 1 电解 使直流电通过电解质溶液而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程 叫做电解 3 构成电解池的条件 直流电源 阴极 与电源负极相连 氧化反应 阳极 与电源正极相连 还原反应 阴 阳电极 电解质溶液或熔融电解质 2 电解池 电能转变为化学能的装置 一 电解原理 形成闭合回路 9 比较原电池与电解池电极命名有何区别 原电池的正负极由电极材料决定电解池的阴阳极由电源决定 练习 判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极 负 正 阳 阴 10 阴离子失去电子 阳离子得到电子的过程叫放电 影响离子放电的因素 4 放电能力 11 阴极 氧化性强的离子先得电子 金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强 越容易得电子 金属 S2 I Br Cl OH NO3 SO42 F 阳极 还原性强的离子先失电子 电解质在水溶液中放电顺序 掌握 除Pt Au Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 浓度大时先于H 放电 H Al3 Mg2 Na Ca2 K 水中H 先放电 12 离子移动通电前 CuCl2 Cu2 2Cl Cu2 Cl 为自由移动的离子 通电后 Cu2 移向阴极 Cl 移向阳极 电极反应 2Cl 2e Cl2 氧化反应 Cu2 2e Cu 还原反应 实验微观解释 阳极 阴极 13 Cu2 oooooooooooooooooooo 阴极 阳极 Cu Cl2 电解氯化铜溶液实验装置 e e 单击电子流动 电解池中离子和电子的移动方向 14 小结 电极反应 阳氧化 阴还原 离子流向 异性相吸 电子流向 电子从负极流向阴极 经溶液离子导电 再从阳极流回正极 阳氧 15 与电源正极连 电源 与电源负极连氧化反应还原反应2Cl 2e Cl2阳极惰性电极阴极Cu2 2e Cu阴离子移向CuCl2溶液阳离子移向 电子流出 电子流入 电解的工作原理 16 思考 电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果 离子放电的顺序 H Na OH SO42 4OH 4e 2H2O O2 4H 4e 2H2 阳极 阴极 17 1 分析溶液中存在的所有离子 包括水的电离 并分成阳离子组和阴离子组 2 根据放电规律 阳离子在阴极发生还原反应 而阴离子在阳极发生氧化反应 完成电极反应式 注意得失电子守恒 3 由阴阳两电极反应式 合并得总反应式 弱电解质的须保持分子形式 写电极反应 方法小结 18 例 以石墨碳棒为电极 请写出电解下列溶液时 在阴 阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式 CuSO4溶液 想一想 做一做 阳极 4OH 4e 2H2O O2 或 4H2O4H 4OH 阴极 2Cu2 4e 2Cu 电解 总反应式 2Cu2 2H2O Cu O2 4H 想一想 H 应该在哪一极生成 19 例 以石墨碳棒为电极 请写出分别电解下列溶液时 在阴 阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式 1 NaCl溶液 2 CuSO4溶液 想一想 做一做 阳极 4OH 4e 2H2O O2 或 4H2O4H 4OH 阴极 2Cu2 4e 2Cu 电解 总反应式 2Cu2 2H2O Cu O2 4H 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 或 2H2O2H 2OH 总反应方程式 2Cl 2H2O Cl2 H2 2OH 电解 想一想 H 应该在哪一极生成 OH 在哪一极 20 包括水的电离 并分成阳离子组和阴离子组 明确溶液中存在哪些离子 判断阴阳离子的放电顺序 根据阳极氧化 阴极还原完成电极反应式 书写电极反应式及总方程式的方法小结 判断电极材料 掌握方法事半功倍哟 注意得失电子守恒 由阴阳两电极反应式 合并得总反应式 弱电解质的须保持分子形式 21 电解池与原电池有哪些异同 两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 形成条件 将电能转变成化学能的装置 将化学能转变成电能的装置 定义 装置实例 电解池 原电池 装置 22 电解池与原电池有哪些异同 续 电源负极 电解池阴极电解池阳极 电源正极 电子流向 阳极 氧化反应 溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 负极 氧化反应 金属失电子正极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 电极反应 阳极 与电源正极相连阴极 与电源负极相连 负极 较活泼金属正极 较不活泼金属 或能导电的非金属 电极名称 电解池 原电池 装置 23 练习 以石墨作电极 电解下列溶液 写出电极反应及电解总反应式 AgNO3溶液 试一试 阳极 4OH 4e 2H2O O2 或 4H2O 4H 4OH 阴极 4Ag 4e 4Ag总反应式 4Ag 2H2O 4Ag O2 4H 通电 24 三 电解规律 用惰性电极电解时 电解含氧酸 强碱溶液 活泼金属的含氧酸盐溶液时 如电解H2SO4 HNO3 NaOH Na2SO4等溶液 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的浓度 只需加入一定量的即可 实质 电解水 例如 电解硫酸钠溶液 增大 水 25 电解无氧酸溶液 氢氟酸除外 不活泼金属的无氧酸盐溶液 如电解盐酸 CuCl2溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量的 通入一定量的HCl气体 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 电解盐酸 实质 电解质本身被电解 减小 溶质 26 电解不活泼金属的含氧酸盐时 电解质和水都有一部分被电解 如电解CuSO4溶液 AgNO3溶液等 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2 4e 2Cu 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量金属氧化物 电解CuSO4溶液 27 电解活泼金属的含氧酸盐溶液时 电解质和水都有一部分被电解 如电解NaCl溶液等 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需通入一定量的HCl 阳极 C 2Cl 2e Cl2 阴极 C 2H 2e H2 28 练习 1 分析下图 哪个是原电池 哪个是电解池 29 Cu Cu Fe Cu CuSO4溶液 稀硫酸溶液 2 下列两个电解池的电极反应式 阳极 阴极 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu Cu 2e Cu2 2H 2e H2 30 练习3 书写用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总方程式 并找一找有何规律 盐酸 氯化铜溶液 硫酸 氢氧化钠溶液 氯化钠溶液 硫酸铜溶液 石墨石墨 31 盐酸 阳极 阴极 总电极反应 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2HCl H2 Cl2 电解 C C CuCl2溶液 C C 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu CuCl2 Cu Cl2 电解 两极为惰性电极 如C 32 两极为惰性电极 如C NaOH溶液 H2SO4溶液 阴极 阳极 阳极 阴极 总电极反应式 4OH 4e O2 2H2O 4H 4e 2H2 2H2O 2H2 O2 电解 33 1 NaCl溶液 2 CuSO4溶液 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2 4e 2Cu 电解 总反应式 2CuSO4 2H2