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

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成才之路 化學,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,電化學基礎,第四章,第三節(jié) 電解池,第四章,第1課時 電解原理,●新知導學,電解質溶液,氧化還原反應,電能,化學能,外加電源,電解質溶液或熔融電解質,負,正,(3)裝置與電解反應,,圖：CuCl2溶液的電解,陰極,陽極,還原反應,氧化反應,Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 有紅色物質析出 有黃綠色氣體生成,負極,陰極,陽極,正極,1．電解質溶液導電時，一定會有化學反應發(fā)生嗎？ 提示：一定有，因為電解池就是由電能轉變成化學能的裝置，溶液導電電極上一定有電極反應。,●自主探究,2．石墨為電極電解氯化銅溶液時，為什么會生成銅和氯氣？ 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)生氧化反應或者還原反應，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，與直流電源負極相連的為陰極。 (2)根據(jù)電子流動方向：電子流向為：電源負極→陰極；陽極→電源正極。 (3)根據(jù)電解質溶液中離子的定向移動方向：陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動。 (4)根據(jù)兩極產物判斷。一般情況下，陰極上的現(xiàn)象是：析出金屬(質量增重)或有氣體(H2)放出；陽極上的現(xiàn)象是：有非金屬單質生成，呈氣態(tài)的有Cl2、O2或電極本身質量減輕(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。 (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。氧化性強的先放電，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。 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經典習題選萃)某同學按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( ),●典例透析,,【解析】 Cu接電源的正極，做陽極，石墨接電源負極，做陰極，A錯；Cu是活性電極，直接放電Cu－2e－===Cu2＋，電極本身逐漸溶解，B錯；電解剛開始時，溶液中無Cu2＋，H＋在陰極放電，但隨著電解的進行，陽極產生的Cu2＋越來越多，因得電子能力Cu2＋H＋，故在陰極放電逐漸由H＋轉向Cu2＋，D錯C對。 【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端是直流電源的負極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽極上發(fā)生的反應：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體,●變式訓練,,解析：電解過程中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，陰極與直流電源的負極相連，陽極與直流電源的正極相連，A項正確；電解質在溶液中的電離是因為水分子的作用，與通電無關，B項錯誤；電解過程中陽極上發(fā)生的反應為氧化反應，陽極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，在陽極附近可觀察到黃綠色氣體，C、D項錯誤。 答案：A,1．電極反應式的書寫 (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：分析溶液中的陰離子和陽離子→判斷移動的方向→排出陰離子和陽離子的放電順序→寫電極反應→找出放電離子的來源寫總反應。,電極反應式的書寫及電解一般規(guī)律,●教材點撥,提示：(1)在寫總反應式時，如果H＋和OH－來自于水，則應改寫成H2O的形式。(2)陰陽極要注意得失電子數(shù)相等。,2．電解產物的判斷 (1)陽極產物的判斷。 ①活性金屬電極 電極金屬失電子，被溶解，生成對應金屬陽離子。 ②惰性電極(Pt、Au、C) 陰離子失電子，生成對應非金屬單質。 陰離子放電順序：S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根F－。,(2)陰極產物的判斷。 與電極材料無關，直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋(H＋濃度較大時)Pb2＋Sn2＋Fe2＋Zn2＋H＋(H＋濃度較小時)Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋。,提示：陰、陽離子的放電順序不是絕對化的，放電情況與離子性質、溶液濃度、電流和電極材料有關。在理解以上放電順序時要特別注意，如Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋在H＋濃度較小時，放電能力排在H＋前面，在H＋濃度較大時，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溶液的一般規(guī)律,提示：①用惰性電極電解電解質水溶液時，首先要全面分析電解質溶液的組成，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式，根據(jù)兩極的電極反應式寫出反應的總方程式。 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、陽極分別同時有H＋、OH－放電，相當于電解水，電解質溶液濃度增大(飽和溶液例外)。 ③電解質溶液恢復原狀的方法：“少什么加什么”。,●典例透析,2．用鉑作電極電解下列溶液時，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,●變式訓練,答案：B,點評：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 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；若為惰性電極，則最易失電子的陰離子發(fā)生氧化反應。 答案：B,2．有關甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是( ),,A．甲中負極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ B．乙中陽極反應式為Ag＋＋e－===Ag C．丙中H＋向碳棒方向移動 D．丁中電解開始時陽極產生黃綠色氣體 解析：由圖知，甲、丙為原電池，甲中Zn為負極，Zn－2e－===Zn2＋，A錯；丙中Fe為負極，C為正極，H＋向正極移動，C正確；乙、丁為電解池，乙中Ag作陽極，本身失電子，B錯；D中放電順序：I－Cl－，開始產生I2，D錯。 答案：C,3．下面列出了電解不同物質的電極反應式，其中錯誤的是( ) 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式的書寫和電極產物的判斷。A中電解飽和食鹽水時，陰極應是H2O電離出的H＋得電子放出H2。 答案：A,4．(2015湖南雅禮中學月考)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉移的電子的物質的量為( ) A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.3 mol D．0.4 mol,答案：D,5．(2015經典習題選萃)寫出下列電解池的電極反應式和電解反應的離子方程式： (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：____________________________________。,