资源简介

(共18张PPT)
电解原理
第四章 化学反应与电能
1.以电解氯化铜为例，分析理解电解池的工作原理。
2.会判断离子的放电顺序，会书写其电极反应式。
电解原理
【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
电解原理
实验现象：
①电流表指针发生偏转；
②与电源负极相连的电极上逐渐覆盖了一层红色物质；
③与电源正极相连的电极上产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。
实验结论： CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2
电解原理
【思考】CuCl 溶液在直流电的作用下为什么会生成单质Cu和Cl 呢
这个过程是怎么发生的呢
通电前:CuCl2溶液中存在哪些离子？如何移动？
石墨
Cl－
Cu2＋
Cl－
Cl－
Cu2＋
Cl－
Cl－
OH－
Cu2＋
Cl－
H＋
Cl－
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
自由移动
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
电解原理
通电时：在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动。
即Cl－、OH－趋向阳极，Cu2＋、H＋趋向阴极。
阳极：
2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应）
阴极：
Cu2+ ＋ 2e－ = Cu （还原反应）
与直流电源正极相连的石墨棒
与直流电源正极相连的石墨棒
放电：阴、阳离子到达电极，就失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程。
石墨
Cl－
Cl－
Cu2＋
Cl－
OH－
Cu2＋
H＋
电解原理
1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起
氧化还原反应的过程。
2.电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。
3.电解池的构成条件
①直流电源；
②两个电极；
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
阴离子
阴极
阳极
氧化
反应
还原
反应
阳离子
e-
e-
电解原理
如图所示装置中属于电解池的是_______(填序号)。
③⑥
电解原理
2H2O===2H2↑ +O2↑
电解
请分析电解水的原理
1.电解池的组成
2.电极反应方程式
3.电子的运动方向、阴阳离子的迁移方向
电解原理
电解CuCl2溶液时，为什么只有Cu2+在得电子，Cl-在失电子？
水电离出的H+和OH-为什么没有参与电极反应呢？
阳离子氧化性强弱顺序；
阴离子还原性强弱顺序。
阴离子
阴极
阳极
氧化
反应
还原
反应
阳离子
e-
e-
放电规律
(1)阳极:
放电顺序：金属活性电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F －
失电子能力减弱，得电子能力增强
惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电
活性电极：金属本身M－ne-＝Mn+
阴离子/活性电极，失电子，氧化反应
(2)阴极:
阳离子，得电子，还原反应
只在熔融状态下放电
溶液中考虑
Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ （酸）> Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+ （水）> Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+
用惰性电极电解下列电解质溶液，写出电极反应式和总反应式：
(1) 电解氢氧化钠溶液
阳极：__________________________；
阴极：___________________________；
总反应式：______________________。
(2)电解稀硫酸溶液
阳极：_________________________；
阴极：___________________；
总反应式：_____________________。
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4H＋＋4e－===2H2↑
2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
(3)电解硫酸钠溶液
阳极：________________________；
阴极：__________________________；
总反应式：____________________。
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑
【注意】若电解的“H+或OH-”来自于H2O，H2O是弱电解质，不可拆
电解规律
(1)电解水型
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极 反应式 2H2O－4e－== O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－== O2↑＋2H2O 2H2O－4e－== O2↑＋4H＋ 阴极 反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变
复原加入物质 加入H2O
电解规律
电解质 HCl CuCl2
阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu
pH变化 增大
复原加入物质 HCl CuCl2
(2)电解电解质型
电解规律
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极反应式 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋4e－===2Cu
pH变化 增大 减小
复原加入物质 HCl CuO或CuCO3
(3)电解质和水都发生电解型
(4)用银作阳极电解硫酸钠溶液。
阳极(Ag) ：___________________；
阴极：___________________；
总反应： ___________________________；
(3)用铜作阳极电解稀硫酸。
阳极(Cu) ：___________________；
阴极：___________________；
总反应： ___________________________；
2H++ 2e-=H2↑
Cu- 2e-=Cu2+
Cu +H2SO4 === CuSO4 + H2 ↑
电解
用银做电极电解硫酸钠
2Ag- 2e-=2Ag+
2Ag +2H2O === 2 AgOH + H2 ↑
电解
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
电解原理
②明确溶液中存在哪些离子
③判断阴阳离子的放电顺序
④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物，完成电极反应式
①判断电极材料
电极反应式书写的一般思路
电荷守恒，原子守恒
⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式
弱电解质的须保持分子形式
装置 原电池 电解池
实例 Cu-Zn原电池 电解CuCl2溶液
原理
电极名称
电子流向
电极反应
能量转换
自发进行的氧化还原反应
自发/非自发进行的氧化还原反应
正极、负极
阴极、阳极
负极→正极
电源负极→阴极
阳极→电源正极
负极：氧化反应
正极：还原反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
化学能→电能
电能→化学能

展开更多......

收起↑