[名校联盟]江苏省邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件：第1课时　电解的原理 (2).ppt

第2节电能转化为化学能电解第1课时电解的原理,学.科.网,zxxkw,1.理解电解的原理，掌握电解、电解池、电极反应的概念。2掌握电解池的构造，能正确判断阴极、阳极，根据阴、阳离子在电极上的放电顺序,能正确写出电极反应式和电解总方程式。3初步掌握有关电解的简单计算。,课程标准导航,1电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。,2电解池(1)定义：将_转化为_的装置。(2)组成：_电源，_电极材料，电解质溶液或_电解质。(3)电极及电极反应电极的确定,电能,化学能,直流,固体,熔融,电极反应在电极上进行的_，它可以表示电极上物质的变化和电子的转移。,半反应,zxxkw,1如图所示的装置能够组成电解池的是(),学.科.网,学.科.网,解析：选D。电解池的构成：直流电源，两个电极，电解质溶液(或熔融电解质),形成闭合回路，由此分析，可知答案为D。,2下列关于电解池的叙述中，不正确的是()A与电源正极相连的是电解池的阴极B电解池是电能转化为化学能的装置C溶液中的阳离子移向阴极D在电解池的阳极发生氧化反应解析：选A。与电源正极相连的是电解池的阳极，与负极相连的是电解池的阴极。,3.如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是()A通过该装置可以将化学能转变为电能B石墨电极为正极CNa在铁极上得到电子被还原为钠原子D装置中两个电极可以互换,解析：选C。若两个电极互换，阳极则是铁失电子生成Fe2，那么在阴极得到的金属钠中就会有杂质铁，所以两个电极不能互换。,探究导引1如何确定电解池的阴、阳极？提示：(1)通过与直流电源的连接：阳极连接电源正极；阴极连接电源负极。,(2)通过发生的反应：阳极发生氧化反应；阴极发生还原反应。(3)通过电子流向及反应中电子得失：阳极电子流出，反应中失电子；阴极电子流入，反应中得电子。,探究导引2电极反应式表达了什么意义？提示：电极反应式可表示电极上发生的物质变化情况和电子转移情况。,要点归纳1电极的分类在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：(1)惰性电极(C、Pt、Au)：不管做阳极还是做阴极，都只起导电作用，不参与反应；,(2)活性电极(除C、Pt、Au外的其它金属)：当做阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中，放电能力比阴离子强；做阴极时，只起导电作用，本身不参与电极反应。,2阴、阳两极(惰性电极)的放电顺序(1)阳极：溶液中的阴离子失电子，被氧化，放电顺序为：S2IBrClOH含氧酸根离子。(2)阴极：溶液中的阳离子得电子，被还原，放电顺序为：,3电极方程式的书写(以惰性电极电解食盐水为例)(1)阳极：列出在阳极放电的阴离子及其氧化产物，中间用“=”连接，在“=”左边用“”标出阴离子失电子的数目，如：2Cl2e=Cl2。(2)阴极：列出在阴极放电的阳离子及其还原产物，中间“=”连接，在“=”左边用“”标出阳离子得到电子的数目，如：2H2e=H2(H来自水)。,(3)总电极方程式：通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数目相等。把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。若是水电离出的H或OH得或失电子，在总反应式中应是H2O参与反应。即：2Cl2H2OCl2H22OH,即时应用1.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()Aa为负极，b为正极Ba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Cl浓度不变,解析：选C。本题考查对电解池的组成的理解。电子从电源负极流向阴极，又从阳极流回电源正极，电流方向与之相反，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极,Cu2在阴极得电子生成Cu，d电极质量增加；Cl在阳极失电子生成Cl2，Cl浓度减小，答案选C。,探究导引3用惰性电极电解电解质溶液后,溶液的pH值的浓度如何变化？提示：电解时若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极为OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳两极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。,探究导引4如何使电解后溶液恢复原状？提示：欲使电解后的溶液恢复原状，可遵循“出什么加什么”。,要点归纳1电解水型：包括高价含氧酸(H2SO4、HNO3)、强碱NaOH、Ba(OH)2、活泼金属的高价含氧酸盐Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3。电极反应式：阴极：4H4e=2H2；阳极：4OH4e=2H2OO2总反应式：2H2O通电,2H2O2,2分解电解质型：包括无氧酸(除HF)、不活泼金属的无氧酸盐溶液，以CuCl2溶液为例。电极反应式：阴极：Cu22e=Cu；阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：CuCl2通电,CuCl2,3放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解以NaCl溶液为例：电极反应式：阴极：2H2e=H2；阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：2Cl2H2O通电,Cl2H22OH,阴极由于H放电，破坏了水的电离平衡，水的电离程度增大，电极附近溶液中OH浓度增大，溶液pH增大，整个电解质溶液碱性增强，pH增大。,4放氧生酸型：(如CuSO4、AgNO3)溶液的电解以CuSO4溶液为例电极反应式：阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：4OH4e=O22H2O总反应式：2Cu22H2O2CuO24H,阳极由于OH放电，破坏了水的电离平衡，水的电离程度增大，电极附近溶液中H浓度增大，溶液pH减小，整个电解质溶液酸性增强，pH减小。,即时应用2(2012南平高二检测)右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是(),A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色,解析：选D。本题考查电解知识。电解Na2SO4溶液其实质是电解水，a与电源负极相连为电解池的阴极，H2O电离产生的H在该极获得电子产生H2，同时生成OH：2H2O2e=H22OH，产生的OH与石蕊作用呈蓝色。,(2012深圳高二质检)如图所示，甲是刚浸过Na2SO4溶液的滤纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴上一滴KMnO4溶液，,通电一段时间后发现A、B间紫红色的圆点向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_极边缘附近有_色出现。,【答案】正A蓝,【规律方法】电解池中阴、阳极的判断：(1)根据电源正、负极判断：与电源正极相连的是阳极；与电源负极相连的是阴极。(2)根据反应判断：发生氧化反应的是阳极；发生还原反应的是阴极。(3)根据电流方向判断：电流流入的极是阳极；电流流出的极是阴极。,(4)根据电子流向判断：电子流出的极是阳极；电子流入的极是阴极。(5)根据离子流向判断：阴离子不断移向的是阳极；阳离子不断移向的是阴极。(6)根据质量变化判断：对于有电极参与反应的电解池来说，质量减小的极是阳极，质量增加的极是阴极。,(7)根据pH变化判断：对于有水参与的电解反应，pH降低的极区是阳极区，pH升高的极区是阴极区。(8)根据放电离子判断：阳离子在阴极放电；阴离子在阳极放电。,(2)若阴极析出金属、阳极放出O2时，电解质的化学式可能是_；(3)两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式可能是_。,【答案】(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2,【规律方法】解答电解题目的一般思路首先要看清阳极材料，若为活性电极，则电极本身失电子被氧化；若为惰性电极，则溶液中的阴离子失电子被氧化；其次要熟记各种阴、阳离子在溶液中的放电顺序；正确写出相应的电极反应式及总反应方程式。,经典案例请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的H2的体积(大于25mL)，并检验Cl2的氧化性。,(1)A极发生的电极反应式是_，B极发生的电极反应式是_。(2)电源、电流表与A、B两极的正确连接顺序为：M()()()()L。,(3)设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序是：()接()、()接A、B接()、()、接()。,【解析】本题将电解知识与定量实验(测定H2的体积)和性质实验(检验Cl2的氧化性)结合在一起，具有一定的综合性。(1)根据电解池