第一节电解原理.ppt

第四单元电解原理及其应用第一节电解原理 第一课时 教学目标1 使学生理解电解原理 2 使学生了解铜的电解精炼 3 使学生了解电镀铜 4 培养学生观察 分析推理 归纳总结 探究 自学等能力 5 使学生认识电解原理在实际生活中的应用 教学重点电解原理教学难点1 离子放电的实质2 原电池和电解池的比较 演示实验l 把一根锌电极和一根碳电极平行地插入盛有CuCl2溶液的小烧杯中 用导线连接 并在导线中间接入一个电流计 如图 I 观察发生的现象 现象 电流表指针发生偏转 碳电极上有红色物质出现 解释 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 Cu2 2e Cu 还原反应 电流表的指针发生偏转是化学能转变成了电能的缘故 电子沿导线流入碳电极 原电池的特点 把化学能自发地转变为电能 电子流出的一极为负极 发生氧化反应 Zn 2e Zn2 电子流人的一极为正极 发生还原反应 Cu2 2e Cu 电流的方向与电子的流动方向恰恰相反 即由正极经导线流向负极 原电池 想一想 原电池的电解质溶液中 阴 阳离子的运动方向如何 电解质溶液中的阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 Cu2 移向正极碳电极上得电子 为保持电荷平衡 Cl 移向负极锌电极 因其周围有较多的阳离子 锌离子 演示实验2 在另一个小烧杯中注入CuCl2溶液 插入两根石墨棒作电极 如图 连接 观察现象 现象 没有明显现象发生 解释 不符合构成原电池的条件 故不发生化学反应 两根活性不同的电极 形成原电池的条件是什么 电解质溶液 形成闭合回路 演示实验3 把图 装置改成图 样 并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与电源正极相连的电极附近 接通直流电源 向学生指明电源的正负极 观察现象 现象 与电源负极相连的碳电极上有红色物质析出 与电源正极相连的碳电极上有气泡放出 该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 解释 1 与电源负极相连的碳电极上出现的红色物质是铜 说明溶液中的Cu2 在该电极上得电子被还原成了铜单质 2 与电源正极相连的碳棒上有气体放出 且该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 分析溶液的组成并结合已知现象 可推得该气体一定是氯气 且必定是溶液中的Cl 在电极上失电子发生氧化反应所致 电能转变成了化学能 能量转化的过程中 氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行 化学上 把这个过程叫做电解 一 电解原理 电解CuCl2溶液 电极的确定 与电源负极相连的电极叫阴极 与电源正极相连的电极称阳极 阳极 阴极 电极反应式 阴极 Cu2 2e Cu 还原反应 阳极 2Cl 2e Cl2 氧化反应 总反应式 1 定义 使电流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 电解 2 电解池 电解槽 把电能转变为化学能的装置 想一想 电解池通电发生反应时 其阴极得到的电子总数和阳极失去的电子总数是否相等 相等 思考 电解池通直流电后 电解质溶液中的阴 阳离子怎样运动 与原电池中的离子运动相比较 电解池通电时 阴离子向阳极移动 阳离子向阴极移动 原电池中 阴离子向负极移动 阳离子向正极移动 CuCl2溶液在通电前后的运动情况 通电前 Cu2 和Cl 在溶液里自由地移动着 通电后 在电场的作用下 这些自由移动的离子 改做定向移动 带负电的阴离子向阳极移动 带正电的阳离子向阴极移动 在阳极 Cl 失去电子被氧化成氯原子 并两两结合成Cl2 从阳极放出 在阴极 Cu2 获得电子被还原成铜原子 覆盖在阴极石墨棒上 电流就依靠溶液里阴离子和阳离子的定向移动而通过溶液 所以电解质溶液的导电过程 就是该溶液的电解过程 电解质溶液电解时的两极反应及电子移动的情况 在电解池中 电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极 阳离子在阴极得到电子发生还原反应 阴离子在阳极失去电子 发生氧化反应 电子从电解池的阳极流出 沿导线流回电源的正极 思考 金属的导电和电解质溶液的导电是否一样 金属导电是由于自由电子的定向移动 电解质溶液导电是由于阴 阳离子的定向移动 e e e e Mn H Rm OH 通电时阳离子向阴极区移动阴离子向阳极区移动 结论 阳极 与电源正极相连 阴极 与电源负极相连 Mn ne M或H2 Rm me R或O2 e e e e Mn H Rm OH 还原反应 氧化反应 阳极 发生氧化反应 即失去电子 阴极 发生还原反应 即得到电子 讨论 在CuCl2溶液中 是否只有Cu2 和Cl 水电离出的H 和OH 通电时 H 向阴极移动 OH 向阳极移动 想一想 在阴极为何是Cu2 得电子而不是H 在阳极为何是Cl 失电子而不是OH Cu2 比H 更易得电子 Cl一比OH一更易失电子 氧化性越强的离子越易得电子 还原性越强的离子越易失电子 电解时 当电解质溶液中同时含有多种离子时 应首先考虑何者更易得电子 何者更易失电子 然后再来分析电极上发生的化学反应 动画演示 3 离子放电顺序 阳离子得电子 阴离子失电子统称为离子放电 1 阳离子放电顺序 2 阴离子放电顺序 练习 写出用石墨电极电解下列溶液的电极反应式CuSO4Na2SO4H2SO4HClNaOHH2O 阴极 Cu2 2e Cu阳极 4OH 4e 2H2O O2 总反应 H2SO4 Na2SO4 阳极 阴极 电解 总反应 2CuSO4 2H2O 2Cu O2 2H2SO4 CuSO4 HCl 电解 总反应 阳极 阴极 总反应 阳极 阴极 NaOH H2O 电解 小结 含氧酸溶液 强碱溶液以及活泼金属含氧酸盐溶液的电解 实质为电解水 电解质本身起增强水的导电性的作用 演示实验4 用碳电极作