人教版高中化学选修4 化学反应原理 第四章 第三节 电解池(第1课时)ppt课件

2020 4 23 1 江西省教育信息技术研究 十二五 规划2012年度课题 基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究 课题编号 GDK 2012 G 72883 主持人 桂耀荣 2020 4 23 2 第四章电化学基础 第三节电解池 第1课时 新课标人教版高中化学课件系列 选修4化学反应原理 2020 4 23 3 氢气 氧气 电解电解水 2H2O 2H2 O2 电解原理 2020 4 23 4 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 电解原理 2020 4 23 5 探究实验1 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 电解原理 2020 4 23 6 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 电解原理 2020 4 23 7 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 电解原理 2020 4 23 8 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 电解原理 2020 4 23 9 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 电解原理 2020 4 23 10 阴离子失去电子 阳离子得到电子的过程叫放电 一 电解原理 影响离子放电的因素 4 放电能力 电解原理 2020 4 23 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 电解原理 2020 4 23 12 离子放电顺序 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电 活性材料作电极时 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液 阴离子不容易在电极上放电 用惰性电极 Pt Au 石墨 钛等 时 溶液中阴离子的放电顺序 由难到易 是 S2 SO32 I Br Cl OH NO3 SO42 等含氧酸根离子 F 阳极 电解原理 2020 4 23 13 离子放电顺序 Ag Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H Al3 Mg2 Na Ca K 注 当离子浓度相差较大时 放电顺序要发生变化 相同时按H 不同时按 H 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应 发生反应的是溶液中的阳离子 阳离子在阴极上放电顺序是 阴极 电解原理 2020 4 23 14 离子移动通电前 CuCl2 Cu2 2Cl Cu2 Cl 为自由移动的离子 通电后 Cu2 H 移向阴极 Cl OH 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 电解原理 2020 4 23 15 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 电解原理 2020 4 23 16 电子的流向 电子从外加电源的负极流出 流到电解池的阴极 再从阳极流回电源正极 注 电子只在外电路定向移动 不能从溶液中移动 离子定向移动的方向 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 惰性电极与活性电极 惰性电极 铂 金 石墨 仅仅导电 不参与反应活性电极 除铂 金外的金属 既可以导电 又可以参与电极反应 电解原理 2020 4 23 17 结一结 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 电解原理 2020 4 23 18 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 电解原理 2020 4 23 19 写电极反应 方法小结 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 弱电解质必须保持分子形式 电解原理 2020 4 23 20 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 电解原理 2020 4 23 21 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 电解原理 2020 4 23 22 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 电解原理 2020 4 23 23 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 电解原理 2020 4 23 24 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 电解原理 2020 4 23 25 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 电解原理 2020 4 23 26 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 电解原理 2020 4 23 27 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 电解原理 2020 4 23 28 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 电解原理 2020 4 23 29 电解规律 惰性电极 小结 阳极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 F 与 区 电解本身型如CuCl2 HCl 与 区 放氢生碱型如NaCl 与 区 放氧生酸型如CuSO4 AgNO3 与 区 电解水型如Na2SO4 H2SO4 NaOH 阴极 Ag Fe3 Cu2 H Fe2 Zn2 H Al3 Mg2 Na 电解原理 2020 4 23 30 电解质溶液用惰性电极电解的示例 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 阳极 4OH 4e O2 2H2O阴极 4H 4e 2H2 减小 增大 不变 H2O 阳极 2Cl