2018_2019年高中化学第04章电化学基础专题4.3.1电解原理课件新人教版选修4.ppt

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1、第四章 电化学基础,4-3-1 电解池（第一课时）,有关电解,金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。,电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。,一、电解原理（以电解氯化钠为例）,实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：有金属钠析出,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,实验分析

2、：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：Na+ 阴离子：Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称：阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）与电极材料无关,（2）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极：2Cl-Cl2 + 2e- 氧化反应阴极：2Na+ +2e-2Na 还原反应总式：,电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。,构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应接电源负极的为阴极，发生还原反应(3)电解质溶液

3、或熔化的电解质,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,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行， 也可以在电解质溶液中进行。,以电解氯化铜为例,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,阴极,阳极,氯 气,铜,C

4、uCl2溶液,实验分析：,通电前：分析电解质溶液中的离子情况阳离子：H+、Cu2+阴离子：OH-、Cl-做无规则运动,通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关,（3）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反应阴极：Cu2+2e- Cu 还原反应 总式：,（2）判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl-OH-,（4）分析电解质溶液的变化情况：CuCl2溶液浓度降低,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化

5、成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -、SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+ Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）,阴极：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。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,电解规律,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+

6、2e-=2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,1、电解电解质型,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e-2H2O+O2,阴极: 4H + 4e- 2H2 ,变大,不 变,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 +O2,2、电解水型,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- 2e- Cl 2,阴极: 2H + 2e- H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,3、放氢生碱型,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,阴极：Cu2+ 2e- Cu,减小,减小,加 CuO,CuSO4溶液

7、,3、放氧生酸型,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。,1.分析电解问题的基本方法思路,(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。,(2)通电时：阴离子移向阳极，阳

8、离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。,(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。,归纳总结,(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序： 金属阳极S2IClOH含氧酸根。,2.电极反应规律,(1)阴极：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。阳离子放电顺序： AgCu2HPb2Fe2Zn2,归纳总结,3惰性电极电解规律,归纳总结,D,当堂检测,D,电解水的包含三类： 强碱、含氧酸和活泼金属的含氧酸盐。,当堂检测,C,放O2生酸型，溶液酸性增强,电解水型，溶液浓度变大，酸性增强,当堂检测,B,当堂检测,由题意可知，M 极溶解，发生氧化反应，为阳极，N 极质量增加，故有金属单质在 N 极上析出，发生还原反应，为阴极，电解质溶液为盐溶液，M 为金属电极。,B,当堂检测,0.56 L,1,当堂检测,