高中化學(xué) 第4章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第3節(jié) 電解池（第1課時(shí)）電解原理課件 新人教版選修4.ppt

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成才之路 化學(xué),路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,電化學(xué)基礎(chǔ),第四章,第三節(jié) 電解池,第四章,第1課時(shí) 電解原理,●新知導(dǎo)學(xué),電解質(zhì)溶液,氧化還原反應(yīng),電能,化學(xué)能,外加電源,電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì),負(fù),正,(3)裝置與電解反應(yīng),,圖：CuCl2溶液的電解,陰極,陽極,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 有紅色物質(zhì)析出 有黃綠色氣體生成,負(fù)極,陰極,陽極,正極,1．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)，一定會(huì)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生嗎？ 提示：一定有，因?yàn)殡娊獬鼐褪怯呻娔苻D(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，溶液導(dǎo)電電極上一定有電極反應(yīng)。,●自主探究,2．石墨為電極電解氯化銅溶液時(shí)，為什么會(huì)生成銅和氯氣？ 提示：溶液中存在Cu2＋、H＋、Cl－和OH－四種離子，離子在電極上能發(fā)生氧化反應(yīng)或者還原反應(yīng)，主要取決于離子得失電子的能力。因得電子能力Cu2＋H＋，失電子能力Cl－OH－。故在陰極有Cu生成，在陽極有Cl2生成。 3．如何判斷一套裝置是原電池還是電解池？ 提示：一看有無外接電源，二看電極材料。電解池中陽極一般為活潑性較差的導(dǎo)電材料，且兩電極可以使用相同材料。,1．電解池的陰、陽極的判斷方法,電解原理,●教材點(diǎn)撥,,(1)根據(jù)所連接的直流電源：與直流電源正極相連的為陽極，與直流電源負(fù)極相連的為陰極。 (2)根據(jù)電子流動(dòng)方向：電子流向?yàn)椋弘娫簇?fù)極→陰極；陽極→電源正極。 (3)根據(jù)電解質(zhì)溶液中離子的定向移動(dòng)方向：陰離子向陽極移動(dòng)，陽離子向陰極移動(dòng)。 (4)根據(jù)兩極產(chǎn)物判斷。一般情況下，陰極上的現(xiàn)象是：析出金屬(質(zhì)量增重)或有氣體(H2)放出；陽極上的現(xiàn)象是：有非金屬單質(zhì)生成，呈氣態(tài)的有Cl2、O2或電極本身質(zhì)量減輕(活性電極作陽極)。,2．陰陽兩極上放電順序的判斷 陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。 (1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：,(2)陽極：若是活性電極做陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。 若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見離子的放電順序是：,(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是( ),●典例透析,,【解析】 Cu接電源的正極，做陽極，石墨接電源負(fù)極，做陰極，A錯(cuò)；Cu是活性電極，直接放電Cu－2e－===Cu2＋，電極本身逐漸溶解，B錯(cuò)；電解剛開始時(shí)，溶液中無Cu2＋，H＋在陰極放電，但隨著電解的進(jìn)行，陽極產(chǎn)生的Cu2＋越來越多，因得電子能力Cu2＋H＋，故在陰極放電逐漸由H＋轉(zhuǎn)向Cu2＋，D錯(cuò)C對(duì)。 【答案】 C,1．(2013高考北京理綜)用石墨電極電解CuCl2溶液(見下圖)。下列分析正確的是( ) A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體,●變式訓(xùn)練,,解析：電解過程中，陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，陰極與直流電源的負(fù)極相連，陽極與直流電源的正極相連，A項(xiàng)正確；電解質(zhì)在溶液中的電離是因?yàn)樗肿拥淖饔?，與通電無關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中陽極上發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，在陽極附近可觀察到黃綠色氣體，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A,1．電極反應(yīng)式的書寫 (1)書寫思路：先判斷電極，是惰性電極還是活性電極。 (2)書寫原則：先分后總。 (3)書寫步驟：①惰性材料作電極時(shí)：分析溶液中的陰離子和陽離子→判斷移動(dòng)的方向→排出陰離子和陽離子的放電順序→寫電極反應(yīng)→找出放電離子的來源寫總反應(yīng)。,電極反應(yīng)式的書寫及電解一般規(guī)律,●教材點(diǎn)撥,提示：(1)在寫總反應(yīng)式時(shí)，如果H＋和OH－來自于水，則應(yīng)改寫成H2O的形式。(2)陰陽極要注意得失電子數(shù)相等。,2．電解產(chǎn)物的判斷 (1)陽極產(chǎn)物的判斷。 ①活性金屬電極 電極金屬失電子，被溶解，生成對(duì)應(yīng)金屬陽離子。 ②惰性電極(Pt、Au、C) 陰離子失電子，生成對(duì)應(yīng)非金屬單質(zhì)。 陰離子放電順序：S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根F－。,(2)陰極產(chǎn)物的判斷。 與電極材料無關(guān)，直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷，陽離子放電順序：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋(H＋濃度較大時(shí))Pb2＋Sn2＋Fe2＋Zn2＋H＋(H＋濃度較小時(shí))Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋。,提示：陰、陽離子的放電順序不是絕對(duì)化的，放電情況與離子性質(zhì)、溶液濃度、電流和電極材料有關(guān)。在理解以上放電順序時(shí)要特別注意，如Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋在H＋濃度較小時(shí)，放電能力排在H＋前面，在H＋濃度較大時(shí)，放電能力排在H＋后面。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只在熔融狀態(tài)下放電，在水溶液中不放電。,3．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的一般規(guī)律,提示：①用惰性電極電解電解質(zhì)水溶液時(shí)，首先要全面分析電解質(zhì)溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組，然后排出陰、陽離子的放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式，根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式寫出反應(yīng)的總方程式。 ②若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大；若陽極區(qū)OH－放電，則陽極區(qū)c(H＋)增大；若陰、陽極分別同時(shí)有H＋、OH－放電，相當(dāng)于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大(飽和溶液例外)。 ③電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀的方法：“少什么加什么”。,●典例透析,2．用鉑作電極電解下列溶液時(shí)，在陽極上有氣體放出，且溶液的pH減小的是( ) A．KNO3溶液 B．CuSO4溶液 C．NaOH溶液 D．HCl溶液,●變式訓(xùn)練,答案：B,點(diǎn)評(píng)：用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液，其溶液pH變化的判斷方法：先分析原溶液的酸堿性，再看電解產(chǎn)物。無氧只放氫，pH升；無氫有氧放，pH降；氫、氧一起放，是堿pH升，是酸pH降。,1．電解池中，陽極的電極材料一定( ) A．發(fā)生氧化反應(yīng) B．與電源正極相連 C．是鉑電極 D．得電子 解析：陽極材料為活潑金屬將直接發(fā)生氧化反應(yīng)；若為惰性電極，則最易失電子的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)。 答案：B,2．有關(guān)甲、乙、丙、丁四個(gè)圖示的敘述正確的是( ),,A．甲中負(fù)極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ B．乙中陽極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag C．丙中H＋向碳棒方向移動(dòng) D．丁中電解開始時(shí)陽極產(chǎn)生黃綠色氣體 解析：由圖知，甲、丙為原電池，甲中Zn為負(fù)極，Zn－2e－===Zn2＋，A錯(cuò)；丙中Fe為負(fù)極，C為正極，H＋向正極移動(dòng)，C正確；乙、丁為電解池，乙中Ag作陽極，本身失電子，B錯(cuò)；D中放電順序：I－Cl－，開始產(chǎn)生I2，D錯(cuò)。 答案：C,3．下面列出了電解不同物質(zhì)的電極反應(yīng)式，其中錯(cuò)誤的是( ) A．電解飽和食鹽水 陰極：Na＋＋e－===Na B．電解CuSO4溶液 陰極：Cu2＋＋2e－===Cu C．電解熔融NaCl 陰極：Na＋＋e－===Na D．電解NaOH溶液 陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑,解析：本題考查了電極反應(yīng)式的書寫和電極產(chǎn)物的判斷。A中電解飽和食鹽水時(shí)，陰極應(yīng)是H2O電離出的H＋得電子放出H2。 答案：A,4．(2015湖南雅禮中學(xué)月考)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為( ) A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.3 mol D．0.4 mol,答案：D,5．(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)寫出下列電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的離子方程式： (1)電解AgNO3溶液(惰性電極) 陰極：____________________________________； 陽極：____________________________________； 離子方程式：____________________________________。 (2)用銅電極電解NaOH溶液 陰極：____________________________________； 陽極：____________________________________； 離子方程式：____________________________________。,(3)電解CuSO4溶液(惰性電極) 陰極：____________________________________； 陽極：____________________________________； 離子方程式：____________________________________。 (4)電解Na2SO4溶液(惰性電極) 陰極：____________________________________； 陽極：____________________________________； 離子方程式：____________________________________。,(5)電解CuCl2溶液(惰性電極) 陰極：____________________________________； 陽極：____________________________________； 離子方程式：____________________________________。,