第四章第三节 电解池(第2课时) 新人教版选修4ppt课件

第三节电解池,(第二课时),一、电解：,电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。,理解：电解质溶液导电的过程就是过程。,电解,电解是非自发地将能转化为能。,电,化学,1、电解池（槽）：,电能转化为化学能的装置。,2、构成电解池的条件：,（1）直流电源（2）两个电极；,（3）电解质溶液或熔融的电解质；,（4）闭合回路。,（复习回顾）,发生氧化反应,阴离子移向,阳极,(电源正极),3.电源、电极、电极反应关系,阴极,(电源负极),发生还原反应,阳离子移向,离子放电：,阴离子失电子、阳离子得电子的过程。,.,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,电极产物反思,为什么不是氧气呢？,为什么不产生氢气呢？,说明：得失电子的能力不同,失电子能力：,Cl-OH-,得电子能力：,Cu2+H+,放电能力,放电次序,.,1、在AgNO3、Hg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液中，通电后，首先在阴极得到电子或放电的是什么离子？2、在CuCl2、CuBr2、CuI2的混合溶液中，当通电后，首先在阳极失去电子或放电的是什么离子？,想一想？,Ag+,I-,阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫离子放电。,一、电解原理,影响离子放电的因素：,4.放电能力,放电较复杂，还与离子性质、溶液的浓度、电流密度等有关。,4、离子放电顺序：,1、阳离子放电（得电子）顺序：,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+（H+）（水）Al3+Mg2+Na+,2、阴离子放电（失电子）顺序：,氧化性,还原性,金属S2IBrClOH(水)含氧酸根(NO3、SO42等)F,注意：若阳极是活性电极(石墨、金、铂之外）阳极本身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电;若阳极是惰性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极无论什么材料，不参与电极反应。,除Pt、Au,Al3+、Mg2+、Na+不可能在水溶液中放电,其放电时的电极方程式如何写？,.,请注意：,活泼金属离子K+、Ca2+、Na+、Mg2+在溶液中不会得到电子；,F-和SO42-、CO32-、NO3-等在水溶液中一般不会失去电子；,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，阴离子在电极上不放电。用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子按顺序放电,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。,阳极反应（氧化反应）：与电极材料有关,阴极反应（还原反应）：与电极材料无关,小结：,.,OHSO42,5、,电极反应式、电解方程式的书写：,例：,写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，,方法,阴极：,阳极：,、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；,阴极：,阳极：,4OH4e-O2+2H2O,2Cu2+4e-2Cu,H+Cu2+,H2OH+OH,CuSO4Cu2+SO42,、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：,、然后写电极反应式：,2CuO2+4H+,或2CuSO4+2H2O,（电解化学方程式）,2CuO2+2H2SO4,2Cu2+2H2O,（电解离子方程式）,若把石墨改成铜那电极反应式如何？,.,思考与交流请大家分析并写出当用惰性电极电解下列溶液时，阴阳极的电极反应和总反应？HClCuCl2NaClK2SCuSO4AgNO3NaOHH2SO4,5.书写电解方程式的注意事项,2.电极反应式符合质量守恒、电荷守恒（电子看作负电荷）,3.标明条件：通电或电解。若电解的H+或OH-来自于H2O，在总方程式中要以H2O形式存在，不能书写H+或OH-作为反应物,4.电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的反应一般形式为：弱氧化剂+弱还原剂=强氧化剂+强还原剂,1.首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。,.,总结：分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物,判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序,先电离,后电解,16,.,（A）,（B）,（C）,（D）,Hg(NO3)2,AgNO3,AgNO3,Na2SO4,Ag,Cu,Cu,C,Pt,Pt,Ag,Fe,1判断A、B、C、D属于原电池的是_，属于电解池的是_；并写出下列装置的电极反应式。,D,A、B、C,负正,阴阳阴阳阴阳,巩固练习,.,1）、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片刻，阴极析出的物质是；阳极产物是。2）、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产物是；阴极的产物是。,练习2:,Cu,Cl2,Ag+,Ag,3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。,石墨石墨铂铜铁石墨,CuSO4溶液,KBr溶液,NaNO3溶液,(A)(B)(C),.,3、在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，将该溶液放在用惰性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量之比为（）A、35.5:108B、1:2C、8:1D、108:35.5,C,.,水,增大,增大,水,增大,减小,水,增大,不变,电解质,减小,增大,电解质,减小,电解质和水,得新电解质,增大,电解质和水,得新电解质,减小,练习4：用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：,.,5.用惰性电极进行溶液电解的规律：,.,5、（广东、江苏高考题）用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,D,.,6.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,.,7.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在和两极，电极产物的物质的量之比为12的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3,D,.,思考与交流请大家分析下列电解一段时间后，为了使其恢复到和原来的溶液一样，应加入什么物质？HClCuCl2NaClK2SCuSO4AgNO3NaOHH2SO4,（HCl气体）,（CuCl2）,（HCl气体）,（H2S气体）,（CuO）,（Ag2O）,（H2O）,（H2O）,.,1、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（）ACuSO4BH2OCCuODCu(OH)2,课堂练习,C,2、用用石墨电极电解1mol/LNaCl溶液，一段时间后，此时NaCl溶液浓度变为0.5mol/L,要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（）,A、NaCl(s)B、H2OC、通入HCl气体D盐酸,C,.,练习3：如图所示，X、Y分别是直流电源的电极，通电后发现A极质量增加，B极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（）,A,.,思考？,如何判断电解池的阴阳极呢？,与正极相连的一极,电子流入的一极,阴离子移向的一极,产生Cl2或O2的一极,质量减小的一极,阳极,.,练习1.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变,AC,.,练习2、500mL含KNO3和Cu（NO3）2两种溶质的溶液，其中c（NO3-）=6.0mol/L,用铂电极电解一段时间后在两个电极上均生成22.4L气体(标准状况)。假定电解前后溶液的体积仍为500mL，下列说法正确的是（）A溶液中c(K+)为2mol/LB上述过程中共转移电子4molC电解得到铜的物质的量为0.5molD电解后溶液中c(H+)为2mol/L,.,.,.,.,.,.,.,1、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片刻，阴极析出的物质是；阳极产物是。2、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产物是；阴极的产物是。,练习2:,Cu,Cl2,Ag+,Ag,3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。,石墨石墨粗铜纯铜纯铜铁,CuSO4溶液,CuSO4溶液,CuSO4溶液,(A)(B)(C),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Na2SO4溶液,增大,水,、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：2Cl2eCl2,阴极：2H+2eH2,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,、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：4OH4e2H2O+O2,阴极：2Cu2+4e2Cu,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)：2Cl2eCl2,阴极(C)：2H+2eH2,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-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：Cu2+2e-=Cu,增大,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH-4e-=O2+2H2O阴极：2Cu2+4e-=2Cu,减小,CuOH？,CuO,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,水,增