江苏省邳州市第二中学高中化学 第1课时 电解的原理课件 鲁科版.ppt

第2节电能转化为化学能 电解第1课时电解的原理 1 理解电解的原理 掌握电解 电解池 电极反应的概念 2 掌握电解池的构造 能正确判断阴极 阳极 根据阴 阳离子在电极上的放电顺序 能正确写出电极反应式和电解总方程式 3 初步掌握有关电解的简单计算 课程标准导航 1 电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质 在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程 2 电解池 1 定义 将 转化为 的装置 2 组成 电源 电极材料 电解质溶液或 电解质 3 电极及电极反应 电极的确定 电能 化学能 直流 固体 熔融 电极反应在电极上进行的 它可以表示电极上物质的变化和电子的转移 半反应 1 如图所示的装置能够组成电解池的是 解析 选d 电解池的构成 直流电源 两个电极 电解质溶液 或熔融电解质 形成闭合回路 由此分析 可知答案为d 2 下列关于电解池的叙述中 不正确的是 a 与电源正极相连的是电解池的阴极b 电解池是电能转化为化学能的装置c 溶液中的阳离子移向阴极d 在电解池的阳极发生氧化反应解析 选a 与电源正极相连的是电解池的阳极 与负极相连的是电解池的阴极 3 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 选c 若两个电极互换 阳极则是铁失电子生成fe2 那么在阴极得到的金属钠中就会有杂质铁 所以两个电极不能互换 探究导引1如何确定电解池的阴 阳极 提示 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 通过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 探究导引2电极反应式表达了什么意义 提示 电极反应式可表示电极上发生的物质变化情况和电子转移情况 要点归纳1 电极的分类在电解时 根据电极本身是否参与氧化还原反应 可把电极分为惰性电极和活性电极两类 1 惰性电极 c pt au 不管做阳极还是做阴极 都只起导电作用 不参与反应 2 活性电极 除c pt au外的其它金属 当做阳极时 除起导电作用外 还失去电子变成金属阳离子进入溶液中 放电能力比阴离子强 做阴极时 只起导电作用 本身不参与电极反应 2 阴 阳两极 惰性电极 的放电顺序 1 阳极 溶液中的阴离子失电子 被氧化 放电顺序为 s2 i br cl oh 含氧酸根离子 2 阴极 溶液中的阳离子得电子 被还原 放电顺序为 3 电极方程式的书写 以惰性电极电解食盐水为例 1 阳极 列出在阳极放电的阴离子及其氧化产物 中间用 连接 在 左边用 标出阴离子失电子的数目 如 2cl 2e cl2 2 阴极 列出在阴极放电的阳离子及其还原产物 中间 连接 在 左边用 标出阳离子得到电子的数目 如 2h 2e h2 h 来自水 3 总电极方程式 通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数目相等 把两个电极反应式相加 消去相同项 并注明条件 通电 若是水电离出的h 或oh 得或失电子 在总反应式中应是h2o参与反应 即 2cl 2h2ocl2 h2 2oh 即时应用1 如图是电解cucl2溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关判断正确的是 a a为负极 b为正极b a为阳极 b为阴极c 电解过程中 d电极质量增加d 电解过程中cl 浓度不变 解析 选c 本题考查对电解池的组成的理解 电子从电源负极流向阴极 又从阳极流回电源正极 电流方向与之相反 因此a为电源正极 b为负极 则c为阳极 d为阴极 cu2 在阴极得电子生成cu d电极质量增加 cl 在阳极失电子生成cl2 cl 浓度减小 答案选c 探究导引3用惰性电极电解电解质溶液后 溶液的ph值的浓度如何变化 提示 电解时若阴极为h 放电 则阴极区c oh 增大 若阳极为oh 放电 则阳极区c h 增大 若阴 阳两极同时有h oh 放电 相当于电解水 电解质溶液浓度增大 探究导引4如何使电解后溶液恢复原状 提示 欲使电解后的溶液恢复原状 可遵循 出什么加什么 要点归纳1 电解水型 包括高价含氧酸 h2so4 hno3 强碱 naoh ba oh 2 活泼金属的高价含氧酸盐 na2so4 k2co3 al2 so4 3 电极反应式 阴极 4h 4e 2h2 阳极 4oh 4e 2h2o o2 总反应式 2h2o通电 2h2 o2 2 分解电解质型 包括无氧酸 除hf 不活泼金属的无氧酸盐溶液 以cucl2溶液为例 电极反应式 阴极 cu2 2e cu 阳极 2cl 2e cl2 总反应式 cucl2通电 cu cl2 3 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 除氟化物 如nacl mgbr2 溶液的电解以nacl溶液为例 电极反应式 阴极 2h 2e h2 阳极 2cl 2e cl2 总反应式 2cl 2h2o通电 cl2 h2 2oh 阴极由于h 放电 破坏了水的电离平衡 水的电离程度增大 电极附近溶液中oh 浓度增大 溶液ph增大 整个电解质溶液碱性增强 ph增大 4 放氧生酸型 如cuso4 agno3 溶液的电解以cuso4溶液为例电极反应式 阴极 2cu2 4e 2cu 阳极 4oh 4e o2 2h2o总反应式 2cu2 2h2o2cu o2 4h 阳极由于oh 放电 破坏了水的电离平衡 水的电离程度增大 电极附近溶液中h 浓度增大 溶液ph减小 整个电解质溶液酸性增强 ph减小 即时应用2 2012 南平高二检测 右图为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液 下列实验现象中正确的是 a 逸出气体的体积 a电极的小于b电极的b 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体c a电极附近呈红色 b电极附近呈蓝色d a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 解析 选d 本题考查电解知识 电解na2so4溶液其实质是电解水 a与电源负极相连为电解池的阴极 h2o电离产生的h 在该极获得电子产生h2 同时生成oh 2h2o 2e h2 2oh 产生的oh 与石蕊作用呈蓝色 2012 深圳高二质检 如图所示 甲是刚浸过na2so4溶液的滤纸 a b两铜片通过导线连接电源两极 在铜片间的滤纸上滴上一滴kmno4溶液 通电一段时间后发现a b间紫红色的圆点向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 极边缘附近有 色出现 答案 正a蓝 规律方法 电解池中阴 阳极的判断 1 根据电源正 负极判断 与电源正极相连的是阳极 与电源负极相连的是阴极 2 根据反应判断 发生氧化反应的是阳极 发生还原反应的是阴极 3 根据电流方向判断 电流流入的极是阳极 电流流出的极是阴极 4 根据电子流向判断 电子流出的极是阳极 电子流入的极是阴极 5 根据离子流向判断 阴离子不断移向的是阳极 阳离子不断移向的是阴极 6 根据质量变化判断 对于有电极参与反应的电解池来说 质量减小的极是阳极 质量增加的极是阴极 7 根据ph变化判断 对于有水参与的电解反应 ph降低的极区是阳极区 ph升高的极区是阴极区 8 根据放电离子判断 阳离子在阴极放电 阴离子在阳极放电 2 若阴极析出金属 阳极放出o2时 电解质的化学式可能是 3 两极分别放出气体 且体积比为1 1 电解质的化学式可能是 答案 1 h2so4 hno3 ba no3 2 2 cu no3 2 cuso4 agno3 3 hcl bacl2 规律方法 解答电解题目的一般思路首先要看清阳极材料 若为活性电极 则电极本身失电子被氧化 若为惰性电极 则溶液中的阴离子失电子被氧化 其次要熟记各种阴 阳离子在溶液中的放电顺序 正确写出相应的电极反应式及总反应方程式 经典案例 请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验 要求测定产生的h2的体积 大于25ml 并检验cl2的氧化性 1 a极发生的电极反应式是 b极发生的电极反应式是 2 电源 电流表与a b两极的正确连接顺序为 m l 3 设计上述气体实验装置时 各接口的正确连接顺序是 接 接a b接 接 解析 本题将电解知识与定量实验 测定h2的体积 和性质实验 检验cl2的氧化性 结合在一起 具有一定的综合性 1 根据电解池电极的不同