四川省成都市经开实验中学高二化学 4.3.1 电解原理 课件.ppt

第三节电解池第1课时电解原理 一 电解cucl2溶液1 通电前 cucl2溶液中存在的离子有 cucl2电离产生的cu2 和cl 以及水电离产生的h 和oh 2 工作原理 总反应cu2 2cl 3 cucl2溶液导电的过程 就是cucl2电解的过程 就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程 问题探究1 石墨为电极电解氯化铜溶液时 为什么会生成铜和氯气 答案 溶液中存在cu2 h cl 和oh 四种离子 离子在电极上能否发生氧化反应或者还原反应 主要取决于离子得失电子的能力 因得电子能力cu2 h 失电子能力cl oh 故在阴极有cu生成 在阳极有cl2生成 二 电解和电解池1 电解 将电流通过电解质溶液或熔融态电解质而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程 2 电解池 在外加电源的作用下 将电能转变成化学能的装置 3 电解池的两极 阳极 与电源正极相连 发生氧化反应 阴极 与电源负极相连 发生还原反应 4 构成电解池的条件 1 直流电源 2 两个电极 3 电解质溶液或熔融电解质 4 形成闭合回路 5 离子的定向移动 阴离子移向阳极 发生氧化反应 阳离子移向阴极 发生还原反应 6 电子的流向电源负极阴极阳极电源正极 问题探究2 如何判断一套装置是原电池还是电解池 答案 一看有无外接电源 二看电极材料 电解池中阳极一般为活泼性较差的导电材料 且两电极可以使用相同材料 电解池阴 阳极和放电顺序的判断1 电解池的阴 阳极的判断方法 1 根据所连接的直流电源 与直流电源正极相连的为阳极 与直流电源负极相连的为阴极 2 根据电子流动方向 电子流向为 电源负极 阴极 阳极 电源正极 3 根据电解质溶液中离子的定向移动方向 阴离子向阳极移动 阳离子向阴极移动 4 根据两极产物判断 一般情况下 阴极上的现象是 析出金属 质量增重 或有气体 h2 放出 阳极上的现象是 有非金属单质生成 呈气态的有cl2 o2或电极本身质量减轻 活性电极作阳极 2 阴阳两极上放电顺序的判断阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电 离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力 另外也与离子的浓度及电极材料有关 1 阴极 阴极上放电的总是溶液中的阳离子 与电极材料无关 氧化性强的先放电 放电顺序 2 阳极 若是活性电极做阳极 则活性电极首先失电子 发生氧化反应 若是惰性电极作阳极 则仅是溶液中的阴离子放电 常见离子的放电顺序是 1 电极材料按性质分为活性电极 zn fe cu ag 和惰性电极 au pt 石墨 在电解质溶液中 过于活泼的金属不能做电极材料如金属na k 2 当fe3 和cu2 共存时 应是fe3 先放电 fe3 e fe2 等fe3 放电完全后 才是cu2 放电 例1 现用pt电极电解1l浓度均为0 1mol l的hcl cuso4的混合溶液 装置如图 下列说法正确的是 a 电解开始时阴极有h2放出b 电解开始时阳极上有cu析出c 当电路中通过电子的量超过0 1mol时 此时阴极放电的离子发生了变化d 整个电解过程中 不参与电极反应 解析 依据放电顺序阴极先放电的是cu2 故阴极开始析出的是cu 阳极先放电的是cl 故阳极开始产生的是cl2 答案a b错 由阴极反应cu2 2e cu n cu2 0 1mol 当电路中通过电子的量达到0 2mol时 此时cu2 消耗完毕 阴极放电离子变为h 所以c错 阳极先是cl 放电 当cl 消耗完毕 此时h2o电离产生的oh 开始在阳极放电 不参与电极反应 答案 d 跟踪训练1 某同学按图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 a 石墨是电解池的负极 cu是电解池的正极b 电解过程中 铜电极上自身没什么变化c 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出d 整个电解过程中 石墨电极上发生的反应为2h 2e h2 解析 cu接电源的正极 做阳极 石墨接电源负极 做阴极 a错 cu是活性电极 直接放电cu 2e cu2 电极本身逐渐溶解 b错 电解刚开始时 溶液中无cu2 h 在阴极放电 但随着电解的进行 阳极产生的cu2 越来越多 因得电子能力cu2 h 故在阴极放电逐渐由h 转向cu2 d错c对 c 电极反应式的书写及电解一般规律1 电极反应式的书写 1 书写思路 先判断电极 是惰性电极还是活性电极 2 书写原则 先分后总 3 书写步骤 惰性材料作电极时 分析溶液中的阴离子和阳离子 判断移动的方向 排出阴离子和阳离子的放电顺序 写电极反应 找出放电离子的来源写总反应 活性材料作阳极 作阴极无影响 时 阳极参与反应 写阳极电极反应 写总反应 1 在写总反应式时 如果h 和oh 来自于水 则应改写成h2o的形式 2 阴阳极要注意得失电子数相等 2 用惰性电极电解电解质溶液的一般规律 例2 从 cl h cu2 中选出合适的离子组成电解质 采用碳棒作电极对其水溶液进行电解 1 若使电解质含量减少但水量不变 可采用的电解质是 写化学式或反应式 下同 2 若使电解质和水量都减小 可采用的电解质是 其阳极的电极反应为 其总反应方程式为 3 若两极分别放出h2和o2 可采用的电解质是 4 若使两极分别放出气体 且体积比为1 1 可采用的电解质是 其阴极电极反应为 解析 首先明确 上述离子可组成的电解质有 cuso4 cucl2 hcl h2so4四种 其次 在熟练掌握离子放电顺序的基础上要明确电解的类型 如cucl2 hcl是分解电解质型 电解方程式 cucl2cu cl2 2hclh2 cl2 h2so4是电解水型 电解方程式 2h2o2h2 o2 cuso4放o2生酸型 电解方程式 2cuso4 2h2o2cu 2h2so4 o2 其阳极电极反应式为 4oh 4e o2 2h2o 答案 1 cucl2 hcl 2 cuso44oh 4e 2h2o o2 cuso4 2h2o2cu 2h2so4 o2 3 h2so4 4 hcl2h 2e h2 跟踪训练2 用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质 方括号内物质 能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 a koh koh b hno3 hno3 c kcl hcl d agno3 h2o 解析 电解koh