高中化學(xué)電解池全套課件(公開課)修改版

1、第二節(jié)：電解池第二節(jié)：電解池1、電解質(zhì)電解質(zhì)是指在是指在_能夠?qū)軌驅(qū)щ姷幕衔?。電的化合物?、電離電離是指電解質(zhì)在是指電解質(zhì)在_或或_狀態(tài)下離解成狀態(tài)下離解成_的過程。的過程。3、原電池原電池是是_ 的裝置的裝置 。4、構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件是是 水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液水溶液熔融熔融自由移動(dòng)離子自由移動(dòng)離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能兩個(gè)電極、兩個(gè)電極、 電解質(zhì)溶液、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、形成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)如圖所示，將兩根石墨棒如圖所示，將兩根石墨棒分別跟分別跟直流電源直流電源的正極和的正極和負(fù)極

2、連接，浸入盛有負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中溶液的燒杯中 ，再，再接通接通12V直流電直流電,觀察現(xiàn)象。觀察現(xiàn)象。約約35min后切斷電源。后切斷電源。CCCuCl2溶液溶液電極1電極2實(shí)踐探究實(shí)踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電、向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行：理論先行思考思考1 1：氯化銅溶液中含有哪些微粒：氯化銅溶液中含有哪些微粒? ?思考思考2 2：猜想在通電時(shí)在兩極各會(huì)發(fā)生什么樣：猜想在通電時(shí)在兩極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽離子：陽離子：Cu2+ H+ 陰離子：陰離子：Cl- OH-Cl-Cl2 OH-O2 H2O H+

3、+ OH- CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - 電極區(qū)電極區(qū)1：Cu2+Cu H+H2電極區(qū)電極區(qū)2：實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)物驗(yàn)證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有氣泡逸出有紅色固有紅色固體析出體析出離子移動(dòng)離子移動(dòng)通電前：通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；為自由移動(dòng)的離子； 通電后：通電后：Cu2+移向陰極，移向陰極， Cl移向陽極；移向陽極；電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電

4、解電解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通電前通電前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 陰極陽極通電后通電后實(shí)驗(yàn)微觀解釋實(shí)驗(yàn)微觀解釋電解原理：電解原理：陽極：陽極：陰極：陰極：Cu2+oooooooooooooooooooo 陰極陽極CuCl2ClClooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)裝置e-e-單擊電子流動(dòng)電解池中離子和電子的移動(dòng)方向電解池中離子和電子的移動(dòng)方向 1.電解：電解：使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解。的過程，叫

5、做電解。3.構(gòu)成電解池的條件：構(gòu)成電解池的條件：是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置能的裝置！直流電源；直流電源；與電源與電源負(fù)極負(fù)極相連的電極為相連的電極為陰極陰極與電源與電源正極正極相連的電極為相連的電極為陽極陽極陰、陽電極陰、陽電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2.電解池：電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解池4 4、電解本質(zhì)：、電解本質(zhì)：陽極陽極（和原電池正極相連）（和原電池正極相連）：陰極陰極（和原電池負(fù)極相連）（和原電池負(fù)極相連）： 思考：思考：離子在陰、陽兩極放電有順序離子在陰、陽兩極放電有順序嗎嗎? ?1、放電規(guī)律：、放電規(guī)

6、律：陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬金屬 S2IBrClOH(水水) 含氧酸根含氧酸根F 陽極：還原性強(qiáng)的離子先失電子陽極：還原性強(qiáng)的離子先失電子Ag+Hg2+ Fe3+Cu2+Zn2+H+(水水)Pb2+Fe2+ Na+Ca 2+ K+ 電解規(guī)律電解規(guī)律2：電極材料的分類：電極材料的分類：（1）惰性電極惰性電極 C Pt Au（2）活性電極活性電極 除除Pt Au之外的其他金屬材料之外的其他金屬材料如果活性電極做陽極，則優(yōu)先于電解質(zhì)溶液中的陰離子而放電！結(jié)一結(jié)：結(jié)一

7、結(jié)：電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原陽氧化、陰還原離子流向：離子流向：異性相吸異性相吸 電子流向：電子流向： 電子從電子從負(fù)極負(fù)極流向流向陰極陰極，經(jīng)溶液離子，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再?gòu)膶?dǎo)電，再?gòu)年枠O陽極流回流回正極正極思考思考?用石墨電極電解硫酸鈉溶液會(huì)有怎樣的結(jié)果： H H2 2O O H H+ + + OH+ OH Na2SO4 2 2Na+ SO4 2離子放電的順序離子放電的順序陽離子陽離子陰離子陰離子H+ Na+OHSO424OH4e2H2O +O24H+ +4e2H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解陽極陽極 ：陰極：陰極： 1.1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電分析

8、溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽離子組和陰離子組。離）、并分成陽離子組和陰離子組。 2.2.根據(jù)放電規(guī)律，陽離子在陰極發(fā)生還原反根據(jù)放電規(guī)律，陽離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電應(yīng)，而陰離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒） 3.3.由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)的須保持分子形式弱電解質(zhì)的須保持分子形式）寫電極反應(yīng)寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)方法小結(jié)】 例例 以以石墨碳棒石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí)為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí), ,在陰、陽兩極上

9、發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。(1)NaCl(1)NaCl溶液溶液: : (2)CuSO(2)CuSO4 4溶液溶液: :想一想、做做看想一想、做做看 陽極：陽極：4 4OHOH- -4e-4e- -2H2H2 2O+OO+O2 2 (4H2O 4H+4OH-) 陰極：陰極：2 2CuCu2+ 2+ +4e+4e- -2 2CuCu 電解電解總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+ +陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2陰極：陰極：2H2H+ +2e+2e-

10、 -=H=H2 2(2H2O 2H+2OH-)總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH- 電解電解1 1、溶液中哪些微粒？、溶液中哪些微粒？2 2、陽極區(qū)有哪些離子？、陽極區(qū)有哪些離子？ 陰極區(qū)又有哪些離子？陰極區(qū)又有哪些離子？3 3、哪個(gè)離子先放電？、哪個(gè)離子先放電？想一想，想一想，H H+ +應(yīng)該應(yīng)該在哪一極生成？在哪一極生成？OHOH- -在哪在哪一極？一極？?jī)呻姌O接直流電源兩電極接直流電源電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路活潑性不同的兩電極活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路形成形成條件條件將電能將電能 轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置

11、轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能將化學(xué)能 轉(zhuǎn)變成電能的裝置轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義定義裝置裝置實(shí)例實(shí)例電解池電解池原電池原電池裝置裝置電源負(fù)極電源負(fù)極電解池陰極電解池陰極電解池陽極電解池陽極電源正極電源正極電子電子流向流向陽極：陽極：氧化反應(yīng)，溶液氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電中的陰離子失電子或電極金屬失電子極金屬失電子陰極：陰極：還原反應(yīng)，溶液還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子中的陽離子得電子負(fù)極：負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬氧化反應(yīng)，金屬失電子失電子正極：正極：還原反應(yīng)，溶液還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子中的陽離子得電子電極電極反應(yīng)反應(yīng)陽極：陽極：與電源正極相連與電源正極相連陰極：陰極：與電源負(fù)極相連與電源

12、負(fù)極相連負(fù)極：負(fù)極：較活潑金屬較活潑金屬正極：正極：較不活潑金屬較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）（或能導(dǎo)電的非金屬）電極電極名稱名稱電解池電解池原電池原電池裝置裝置負(fù)極負(fù)極 正極正極導(dǎo)線導(dǎo)線練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫出電練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。AgNOAgNO3 3溶液溶液 陽極：陽極：4OH-4e-=2H2O+O2(4H2O=4H+4OH-）陰極：陰極：4Ag+4e-=4Ag總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+通電通電 （1 1）在在NaClNaCl溶液中溶液中,NaCl,NaCl電離出電離出 ，

13、H H2 2O O電離出電離出 。 通電后，在電場(chǎng)的作用下，通電后，在電場(chǎng)的作用下， 向陰極移動(dòng)，向陰極移動(dòng)， 向陽極移動(dòng)。向陽極移動(dòng)。 在陽極，由于在陽極，由于 容易失去電子，被氧化生成容易失去電子，被氧化生成 。 陽極方程式：陽極方程式： ; ; （2 2）在陰極，由于）在陰極，由于 容易得到電子被還原生成容易得到電子被還原生成 使使H H2 2O O 電離向右移動(dòng)，因此陰極電離向右移動(dòng)，因此陰極 濃度增大，濃度增大，PHPH 。 陰極方程式：陰極方程式： 。 2Cl- - 2e- = Cl2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大增大Na+、H+2H+ +

14、2e- = H2四、電解原理的應(yīng)用四、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)、氯堿工業(yè) 電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣?？偦瘜W(xué)方程式：總化學(xué)方程式： ; ;總離子方程式總離子方程式: .(3)(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為： _ ，兩極極板上，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？ NaOH2HClOH2NaCl2222電解OH2HClOH2Cl2222電解 陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極陽極:把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽極把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放

15、在陽極附近附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶?rùn)產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶?rùn)KI淀粉試淀粉試紙變藍(lán)色紙變藍(lán)色.2、銅的電解精煉、銅的電解精煉、粗銅所含的雜質(zhì)、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液、粗銅的精煉、粗銅的精煉 以粗銅為陽極，以純以粗銅為陽極，以純銅為陰極，銅為陰極， 以以CuSO4溶液溶液為電解液進(jìn)行電解為電解液進(jìn)行電解陽極：陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 陰極：陰極： Cu2+ +2eCu3、電鍍、電鍍、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。其

16、它金屬或合金的過程。、電鍍池形成條件、電鍍池形成條件+鍍件鍍件鍍層金屬鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液含鍍層金屬離子的鹽溶液、鍍件作陰極、鍍件作陰極、鍍層金屬作陽極、鍍層金屬作陽極、含鍍層金屬陽離子、含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液的鹽溶液作電解液、電鍍的特點(diǎn)、電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性保持不變電鍍液的組成及酸堿性保持不變4、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，通直流電后，陽極：陽極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極：2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2Na

17、Cl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通電 結(jié)論：結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方電解法是冶煉金屬的一種重要方 法，是法，是最強(qiáng)有力的氧化還原最強(qiáng)有力的氧化還原的手段。的手段。三、電解規(guī)律三、電解規(guī)律( (用惰性電極電解時(shí)用惰性電極電解時(shí)) )、電解、電解時(shí)，如電解時(shí)，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等等溶液時(shí)其電極反應(yīng)式為：溶液時(shí)其電極反應(yīng)式為：陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極陰極： 4H+ +4e2H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù)，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的原來的濃

18、度，只需加入一定量的 即可。即可。實(shí)質(zhì)：電解水實(shí)質(zhì)：電解水解析例如：電解硫酸鈉溶液增大增大水水、電解、電解無氧酸溶液無氧酸溶液(氫氟酸除外氫氟酸除外)、不活潑金屬的、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液無氧酸鹽溶液，如電解鹽酸，如電解鹽酸、CuCl2溶液等溶液等 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù)，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的原來的組成和濃度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl氣體氣體)陽極陽極： 2Cl 2eCl2陰極陰極： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸電解鹽酸實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被

19、電解減小減小溶質(zhì)溶質(zhì)、電解、電解不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和水都時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極陰極： 2Cu2+ +4e2Cu總反應(yīng)總反應(yīng)： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小減小，若要恢，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物金屬氧化物。電解電解CuSO4溶液溶液、電解、電解活潑金屬的含氧酸鹽溶液活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)

20、，電解質(zhì)和水時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。溶液等。 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小減小，若要恢，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極陽極 (C)： 2Cl 2eCl2陰極陰極 (C)： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律 若無外接電源，若無外接電源， 可能是原電池，然后依據(jù)原可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是電池的形成條件分析判

21、定，主要思路是“三看三看” 先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同 再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中 后看回路：形成閉合回路或兩極接觸后看回路：形成閉合回路或兩極接觸 若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。況為電解池。討論：討論：比較電解池和原電池的異同比較電解池和原電池的異同裝置原電池電解池實(shí)例 原理 形成條件 電極名稱 電子流

22、向 電流方向 電極反應(yīng) 能量轉(zhuǎn)化 應(yīng)用 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而形成電流發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而形成電流電流通過引起氧化還原反應(yīng)電流通過引起氧化還原反應(yīng)兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)電源、電極（惰性或非惰性）、電電源、電極（惰性或非惰性）、電解質(zhì)（水溶液或熔融態(tài)）解質(zhì)（水溶液或熔融態(tài)） 由電極本身決定由電極本身決定正極正極：流入電子：流入電子 負(fù)極負(fù)極：流出電子：流出電子 由外電源決定由外電源決定陽極陽極：連電源正極連電源正極 陰極陰極：連電源負(fù)極連電源負(fù)極（外電路）負(fù)極（外電路）負(fù)極 正極正極 電源負(fù)極電源負(fù)極陰極陰極陽極陽極電源正極電源正極（外電路）正極（外電路）正極負(fù)極負(fù)極電源正極電源正極陽極陽極陰極陰極電源負(fù)極電源負(fù)極負(fù)極：負(fù)極：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極：正