江苏省邳州市第二中学高中化学《4.3.1 电解池》课件 鲁科版选修4.ppt

第三节电解池 学习目标1 理解电解池的原理 2 了解电解池的结构 会书写电极反应式 3 了解电解饱和食盐水 电镀 电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用 第1课时电解原理 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 第1课时电解原理 课前自主学案 课前自主学案 一 电解1 概念使电流通过 而在阴 阳两极引起 的过程 电解质溶液 氧化还原反应 2 特点 1 电解是最强有力的 手段 是 填 可逆 或 不可逆 的 2 电解质溶液的导电过程 就是电解质溶液的 过程 二 电解原理1 电解池 1 概念 将 转化为 的装置 2 构成 如图 氧化还原 不可逆 电解 电能 化学能 直流电源 两个电极 电解质溶液或熔融电解质 构成闭合回路 2 工作原理 思考感悟 1 在电解池中离子的移动方向如何 并与原电池中离子移动方向作比较 2 在电解过程中 闭合回路是如何形成的 提示 1 在电解池中阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 而在原电池中阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 2 电子的方向与电流的方向相反 从电源负极流出 流向电解池的阴极 阴极附近的cu2 在阴极得电子被还原为铜 溶液中的阴阳离子定向移动 阳极附近的cl 在阳极失电子被氧化为氯原子 氯原子两两结合形成氯气分子 失去的电子从阳极流向电源的正极 从而形成了闭合回路 1 下列关于电解槽的叙述中不正确的是 a 与电源的正极相连的是电解槽的阴极b 与电源的负极相连的是电解槽的阴极c 在电解槽的阳极上发生氧化反应d 电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极解析 选a 与电源的正极相连的电极是阳极 与电源的负极相连的电极是阴极 阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应 电子流向 负极 阴极 阳极 正极 2 2011年河北正定中学高二月考 在原电池和电解池的电极上所发生的反应 同属氧化反应或同属还原反应的是 双选 a 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应b 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应c 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应d 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析 选bc 原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应 原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应 3 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 氯离子浓度不变 解析 选c 电流从电源的正极流出 故a为电源的正极 b为负极 则c为阳极 d为阴极 在电解过程中 cu2 移向阴极d 在阴极放电析出cu 所以d电极质量增加 cl 移向阳极c 在阳极放电析出cl2 溶液中氯离子浓度降低 课堂互动讲练 1 阴 阳极的判断 2 电解池中电极反应式和总反应式的书写阳极 电子流出 失去电子 发生氧化反应 阴极 电子流入 得到电子 发生还原反应 以石墨电极电解cucl2溶液为例 阳极 2cl 2e cl2 氧化反应 阴极 cu2 2e cu 还原反应 特别提醒 以惰性电极电解电解质水溶液除了电解质溶液外 要注意增加水电离的h 和oh 并对离子分组排序 即阳离子放电顺序和阴离子放电顺序两组 按照各组首先放电的离子书写电极反应式 合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式 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 极边沿附近有 色出现 答案 正极b蓝 a 石墨电极上产生氢气b 铜电极发生还原反应c 铜电极接直流电源的负极d 当有0 1mol电子转移时 有0 1molcu2o生成 解析 选a 由电解总反应可知 cu参加了反应 所以cu作电解池的阳极 发生氧化反应 b选项错误 石墨作阴极 阴极上是溶液中的h 放电 电极反应为 2h 2e h2 a选项正确 阳极与电源的正极相连 c选项错误 阳极反应为2cu 2oh 2e cu2o h2o 当有0 1mol电子转移时 有0 05molcu2o生成 d选项错误 1 阳极产物的判断 1 活性金属电极电极金属失电子 被溶解 生成对应金属阳离子 2 惰性电极 pt au c 阴离子失电子 生成对应非金属单质 阴离子放电顺序 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 2 阴极产物的判断与电极材料无关 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 h 浓度较大时 pb2 sn2 fe2 zn2 h h 浓度较小时 al3 mg2 na ca2 k 特别提醒 阴 阳离子的放电顺序不是绝对化的 放电情况与离子性质 溶液浓度 电流强度和电极材料有关 在理解以上放电顺序时要特别注意 如pb2 sn2 fe2 zn2 在h 浓度较小时放电能力排在h 前面 在h 浓度较大时放电能力排在h 后面 al3 mg2 na ca2 k 只在熔融状态下放电 而在水溶液里不放电 3 用惰性电极电解电解质溶液的规律小结 特别提醒 1 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 2 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 3 电解质溶液恢复原状的方法 少什么加什么 2011年湖北武汉调研 在25 时 用石墨电极电解2 0l0 5mol l 1cuso4溶液 5min后 在一个石墨电极上有6 4gcu生成 试回答下列问题 1 发生氧化反应的是 极 电极反应式为 2 若电解后溶液的体积不变 则电解后溶液的ph为 3 若将溶液恢复到与电解前一样 则需加入 mol的 4 若用等质量的两块铜片代替石墨作电极 电解后两铜片的质量相差 g 电解液的ph 填 变小 变大 或 不变 思路点拨 解答该题应注意以下三点 1 通过简单计算判断出cuso4的电解情况 2 写出正确的电极反应方程式 并据之进行运算 3 电镀池的特点 3 电解后生成的0 1molcu和0 05molo2脱离该体系 即相当于0 1molcuo 因此若将溶液复原 则应加入0 1molcuo 4 此时成为电镀池 阳极 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 因此若阴极上析出6 4g铜 则阳极溶解6 4g铜 电解后两铜片质量差为6 4g 6 4g 12 8g 而电解液的ph不变 答案 1 阳4oh 4e 2h2o o2 2 1 3 0 1cuo 4 12 8不变 互动探究若在阳极收集到22 4l气体 标准状况下 请判断在阴极得到的产物及物质的量是多少 cu2 2e cu 1 0mol2 0mol1 0mol2h 2e h2 2 0mol1 0mol故阴极所得到的产物cu为1 0mol h2为1 0mol 变式训练2下列有关用惰性电极电解agno3溶液一段时间后的说法正确的是 a 电解过程中阳极质量不断增加b 电解过程中溶液的ph不断升高c 此时向溶液中加入适量的ag2o固体可使溶液恢复电解前的状况d 电解后两极产生的气体体积比为2 1 由于生成hno3溶液 ph应不断降低 b项错误 要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应 2ag2o 4hno3 4agno3 2h2o 得到的物质恰好是反应掉的物质 可使溶液恢复电解前的状况 c项正确 或说明电解时减少了ag和o2 故加入相应组合物质ag2o 即可使电解质溶液复原 探究整合应用 解决有关电解问题的步骤1 首先要判定是否为电解池 有外接直流电源的是电解池 否则不是电解池 2 对于电解池 首先要考虑阳极材料 若为惰性电极 溶液中的阴离子被氧化 若为活性电极 则被氧化的是电极本身 3 若溶液中的阴 阳离子有多种 则根据离子放电顺序判定什么离子先放电 什么离子后放电 并写出电极反应方程式 4 根据电极反应方程式解答相关问题 2011年天津调研 如图所示为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和