202X年高中化学第1章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能——电解课件1鲁科版选修4

1、如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其等溶液时其电极反应式为：电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 电解后溶液中电解后溶液中溶质的质量分数增大溶质的质量分数增大，若要恢复原，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。来的浓度，只需加入一定量的水即可。(1)电解水型：电解水型：总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解 电 解 G Zn Cu CCCuCl2溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：负极：Zn 2e =Zn2+正极：正极： Cu2+ 2e =C

2、u电池总反应：电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + CuCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。原电池是把化学能转变成电能的装置。实验现象及结论：实验现象及结论：（与电源负极相连的碳棒）阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红（与电源负极相连的碳棒）阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红 色的色的物质物质。（与电源正极相连的碳棒）阳极：生成有刺激性气味、能使（与电源正极相连的碳棒）阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸

3、变蓝的湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体气体。CCCuCl2溶液溶液CuCl2阴极阴极阳极阳极两极产物：两极产物： 阴极阴极 铜铜 阳极阳极 氯气氯气如图所示装如图所示装置：置：思考思考1：阴极产生的红色物质和阳极产生的气体是：阴极产生的红色物质和阳极产生的气体是什么？什么？通电前：通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， H2O H + + OH， Cu2+、 H + 、 Cl 、 OH，为自由移动的离子；，为自由移动的离子；通电后：通电后： Cu2+、H +移向阴极，移向阴极，Cu2+得到电子，得到电子， Cl 、 OH移向阳极，移向阳极，Cl失去电子；失去电子；电极反应：电极反应：阳极

4、：阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极：阴极：Cu2+ 2e =Cu （还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解CCCuCl2溶液溶液阴极：阴极：Cu 2+ + 2e = Cu阳极：2Cl - -2e -= Cl2整个过程整个过程 就叫做电解。就叫做电解。 总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解（发生还原反应）（发生还原反应）（发生氧化反应）（发生氧化反应）一、电解原理及电解池1.电解电解: 让让直流电直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，通过电解质溶液或熔融的电解质， 在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做在两

5、极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电电解解。 2.电解池电解池: 把把 电能电能转化为转化为化学能化学能的装置叫的装置叫电解池电解池。 3.电极名称和电极反应电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫与电源负极相连的电极叫阴极阴极，阴极上发生还原反应阴极上发生还原反应。 与电源正极相连的电极叫与电源正极相连的电极叫阳极阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上发生氧化反应。 一、电解原理及电解池1.电解电解: 让让直流电直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，通过电解质溶液或熔融的电解质， 在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电电解解。 2.电解池电

6、解池: 把把 电能电能转化为转化为化学能化学能的装置叫的装置叫电解池电解池。 3.电极名称和电极反应电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫与电源负极相连的电极叫阴极阴极，阴极上发生还原反应阴极上发生还原反应。 与电源正极相连的电极叫与电源正极相连的电极叫阳极阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上发生氧化反应。 4、构成电解池需要什么条件？、构成电解池需要什么条件？与外加电源相连的两个电极与外加电源相连的两个电极有电解质有电解质 形成闭合回路形成闭合回路是电能转变为化学能的装置！CC阴极阴极:与电源负极相连，电子流入，发生与电源负极相连，电子流入，发生还原还原反应反应阳极阳极:与电源正极相连，电子

7、流出，发生与电源正极相连，电子流出，发生氧化氧化反应反应5、 电极的判断电极的判断eeCC阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶液 两个电极的类型：两个电极的类型：惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：无论做阴阳极，仅仅导电，不参与反应无论做阴阳极，仅仅导电，不参与反应活性电极活性电极(除铂、金外的金属除铂、金外的金属)：做阴极：只起导电作用，不参与电极反应做阴极：只起导电作用，不参与电极反应 做阳极：除起导电作用，还失去电子成为金做阳极：除起导电作用，还失去电子成为金 属阳离子进入溶液属阳离子进入溶液惰性电极与活性电极惰性电极与活性电极CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuC

8、l2溶液溶液阴极阴极阳极阳极eeCC阴极阴极阳极阳极电解质溶液电解质溶液6、 电子、离子的流向电子、离子的流向电子电子从电源负极流出从电源负极流出电解池阴极电解池阴极电解液中的阳离子得电子电解液中的阳离子得电子 电解池中的阴离子失电子电解池中的阴离子失电子电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极阳离子阳离子在电解质溶液中在电解质溶液中移向移向阴极阴极阴离子阴离子在电解质溶液中在电解质溶液中移向移向阳极阳极如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其等溶液时其电极反应式为：电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 电解后溶液中电解

9、后溶液中溶质的质量分数增大溶质的质量分数增大，若要恢复原，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。来的浓度，只需加入一定量的水即可。(1)电解水型：电解水型：总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电电子子从电源的从电源的负极负极沿导线流入电解池的沿导线流入电解池的阴极阴极，电，电解质的解质的阳离子阳离子移向移向阴极阴极得电子发生得电子发生还原反应还原反应；电解质的电解质的阴离子阴离子移向移向阳极阳极失去电子（有的是组失去电子（有的是组成成阳极的金属原子阳极的金属原子失去电子）发生失去电子）发生氧化反应氧

10、化反应，电子电子从电解池的从电解池的阳极流出阳极流出，并沿导线流回，并沿导线流回电源电源的正极的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的（或熔融态电解质）的导电过程导电过程，就是电解质，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的溶液（或熔融态电解质）的电解过程。电解过程。7、电解质溶液导电的电解质溶液导电的实质实质通式：通式：阴极：阴极：氧化剂氧化剂ne- =还原产物还原产物阳极：阳极：还原剂还原

11、剂 ne- = 氧化产物氧化产物总电解反应式总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子：阴阳极反应式相加所得的式子（考虑电子守恒考虑电子守恒）8、电极反应式的书写：、电极反应式的书写：（以电解（以电解CuCl2 为例）为例）eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳离子移向阴极得电子，阳离子移向阴极得电子，阴离子移向阳极失电子；阴离子移向阳极失电子；阴极阴极：Cu2+2e- = Cu 还原反应还原反应阳极阳极：2Cl- 2e- = Cl2 氧化反应氧化反应总反应式：总反应式： CuCl2 Cu+Cl2 电解电解如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其等溶液时其电极反应

12、式为：电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 电解后溶液中电解后溶液中溶质的质量分数增大溶质的质量分数增大，若要恢复原，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。来的浓度，只需加入一定量的水即可。总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解CuClCuCl2 2在水溶液中在水溶液中电离电离生成生成CuCu2 2和和ClCl的同时，弱电解的同时，弱电解质水也会发生电离，而产生质水也会发生电离，而产生H H和和OHOH ，通电时，这些通电时，这些自由移动着的离子，在电场作用下，溶液中带正电的自由移动着的离子，在电场作用下，溶液中带正电的H

13、H和和CuCu2 2都同时向都同时向阴极阴极移动，而为什么只有移动，而为什么只有CuCu2 2得电得电子被还原，而带负电的子被还原，而带负电的OHOH和和ClCl都同时会向都同时会向阳极阳极移移动，而为什么只有动，而为什么只有ClCl失电子被氧化？失电子被氧化？思考：思考：分析：得电子能力：分析：得电子能力： CuCu2 2 H H 失电子能力：失电子能力： ClCl OHOH 思考：为什么得失电子的结果是这种情况？思考：为什么得失电子的结果是这种情况？阴阳离子的放电顺序是什么？阴阳离子的放电顺序是什么？如电解如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其等溶液时其电极反应式为：

14、电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 电解后溶液中电解后溶液中溶质的质量分数增大溶质的质量分数增大，若要恢复原，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。来的浓度，只需加入一定量的水即可。(1)电解水型：电解水型：总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解放电：放电：在电极表面，阴离子失去电子而在电极表面，阴离子失去电子而 阳离子得到电子的过程叫放电。阳离子得到电子的过程叫放电。离子放电规律离子放电规律阴极阴极： _电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，反应越容易。越强，反应越容易。无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极

15、反应，发生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。常见阳离子放电顺序：反应的是溶液中的阳离子。常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：_电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，反应越容易。越强，反应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见阴离子放电常见阴离子放电顺序：顺序：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F得得 还原还原 氧化性氧化性失失 氧化氧化还原性还原性离子放电规律离子放电规律活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧

16、化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成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电电. 即阴离子放电顺序：即阴离子放电顺序：活泼阳极无氧酸根离子活泼阳极无氧酸根离子 OHOH含氧酸根离子含氧酸根离子F 【思考思考5 5】电解氯化铜溶液时，溶液中电解氯化铜溶液时，溶液中CuCu2 2和和ClCl放放电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？ 溶液中溶液中Cu2+和和Cl放电完毕后，原溶液变为纯放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在水，此时，在纯水中存在H+和和OH， H+在阴极放在阴极放电，电，OH在阳极放电，实际上是电解水的

17、过程，所在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以：以：阴极：阴极：4H+ + 4e = 2H2 阳极：阳极：4OH 4e =2H2O + O2 总反应：总反应：2H2O = 2H2 + O2 【思考思考6 6】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。电解电解（1）溶液中所含阳离子：）溶液中所含阳离子：H+、Na+， 放电顺序：放电顺序：H+ Na+ 阴阴 极：极：2H+ + 2e = H2 （2）溶液中所含阴离子：）溶液中所含阴离子：OH 、Cl， 放电顺序：放电顺序：Cl OH

18、阳阳 极：极：2Cl 2e = Cl2 总反应：总反应： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 【思考思考7 7】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。其结果又如何呢？写出电极反应。电解电解 熔融的氯化钠中有熔融的氯化钠中有Na+和和Cl ，Na+在在阴极放电生成金属钠，阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成在阳极放电生成氯气。氯气。阴极阴极：2Na+ +2e-=2Na （氧化反应）（氧化反应）阳极阳极：2Cl- 2e- =Cl2 （还原反应）（还原反应）总式：总式： 2NaCl 2Na +Cl2电解阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分析电解反应（用惰性电极时）分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 记记笔笔记记分析电解反应的一般思路分析电解反应的一般思路溶液中存在的离子溶液中存在的离子两极上的电极反应两极上的电极反应离子的移动方向及放电顺序离子的移动方向及放电顺序判断电解池的阴、阳极判断电解池的阴、阳极学以致用：学以致用：阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e- =