公開課第二單元電解池的工作原理及應(yīng)用

1、選修四選修四 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理18071807年年1010月月6 6日，戴維用了日，戴維用了250250對(duì)金屬板制成了當(dāng)時(shí)最大的對(duì)金屬板制成了當(dāng)時(shí)最大的伏打電堆，以便產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和極高的電壓。他在密閉伏打電堆，以便產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和極高的電壓。他在密閉的坩堝中電解潮濕的苛性鉀，終于得到了一種銀白色的金的坩堝中電解潮濕的苛性鉀，終于得到了一種銀白色的金屬，命名為鉀。后來他又用這種方法制得了金屬鈉、鎂、屬，命名為鉀。后來他又用這種方法制得了金屬鈉、鎂、鈣、鍶、鋇和非金屬元素硼和硅，成為化學(xué)史上發(fā)現(xiàn)新元鈣、鍶、鋇和非金屬元素硼和硅，成為化學(xué)史上發(fā)現(xiàn)新元素最多的人。素最多的人?？茖W(xué)史話科學(xué)史話

2、選修四選修四 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理第二單元第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化專題專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化（1）理解電解的原理；（2）能夠準(zhǔn)確判斷電解池的陰、陽兩極；（3）知道惰性材料做電極時(shí)，離子的放電順序以及 陰、陽極上產(chǎn)物的分析判斷；（4）初步掌握書寫兩極所發(fā)生的反應(yīng)及電解的總化 學(xué)方程式；會(huì)判斷兩極所發(fā)生的是氧化反應(yīng)， 還是還原反應(yīng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)原電池：原電池：把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置。的裝置。電解池：電解池：把把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置。的裝置。電解池相當(dāng)于電解池相當(dāng)于用電器用電器, ,與直流電源兩極與直流電源兩極相聯(lián)。相

3、聯(lián)。 陰極陰極與電源負(fù)極相聯(lián)的電與電源負(fù)極相聯(lián)的電極。極。 陽極陽極與電源正極相聯(lián)的電極與電源正極相聯(lián)的電極。-+電離：電離：電解質(zhì)在溶液或熔融狀態(tài)下離解為電解質(zhì)在溶液或熔融狀態(tài)下離解為自由移動(dòng)離子自由移動(dòng)離子的過程。的過程?；鼗?顧顧 與與 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)你知道嗎？你知道嗎？ 工業(yè)上分別以氯化鈉和氧化鋁為原料生產(chǎn)工業(yè)上分別以氯化鈉和氧化鋁為原料生產(chǎn)金屬鈉和金屬鋁。金屬鈉和金屬鋁。你知道工業(yè)生產(chǎn)中是如何實(shí)現(xiàn)此過程的嗎？你知道工業(yè)生產(chǎn)中是如何實(shí)現(xiàn)此過程的嗎？上述生產(chǎn)過程中發(fā)生了什么形式的能量轉(zhuǎn)化？上述生產(chǎn)過程中發(fā)生了什么形式的能量轉(zhuǎn)化？P 18電電 解解電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 右圖是電解熔

4、融氯化鈉示意圖。右圖是電解熔融氯化鈉示意圖。2 2通電后電極分別發(fā)生通電后電極分別發(fā)生了什么反應(yīng)了什么反應(yīng)? ?請(qǐng)寫出兩電請(qǐng)寫出兩電極上電極反應(yīng)式。極上電極反應(yīng)式。陽極陽極: 2Cl-2e- =Cl2 (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))陰極陰極: 2Na+2e- =2Na (還原反應(yīng)還原反應(yīng))3 3請(qǐng)分析電解過程中電子的流向。請(qǐng)分析電解過程中電子的流向。討論下列問題：討論下列問題： 1. 1.通電前和通電后通電前和通電后( (右右) )熔融氯化鈉中熔融氯化鈉中NaNa+ +和和ClCl- -的運(yùn)動(dòng)有何差異的運(yùn)動(dòng)有何差異? ?請(qǐng)?jiān)谟覉D中請(qǐng)?jiān)谟覉D中用箭頭表示用箭頭表示NaNa+ +和和C1C1- -的運(yùn)動(dòng)情況：

5、的運(yùn)動(dòng)情況：e-e-e-e-e-e-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 Cl- -Na+Cl- -離子定向移動(dòng)：離子定向移動(dòng)：陰離子移向陽極，陰離子移向陽極， 陽離子移向陰極。陽離子移向陰極。負(fù)極負(fù)極 陰極陰極陽極陽極 正極正極電子的流向：電子的流向：在電解質(zhì)溶液中，無電子流動(dòng)只有陰陽離子的定向移動(dòng)在電解質(zhì)溶液中，無電子流動(dòng)只有陰陽離子的定向移動(dòng) 通電前通電前,Na,Na+ +、ClCl- - 在在 _。 通電后通電后,Na,Na+ +向向_ 極移動(dòng)，極移動(dòng)，ClCl- -向向_極移動(dòng)。極移動(dòng)。電子從電源負(fù)極流向電子從電源負(fù)極流向_極極, ,電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為_ _,_

6、 _,發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)。反應(yīng)。電子從電解池陽極流向電子從電解池陽極流向_極極, ,電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為_,_,發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)。反應(yīng)?？偡磻?yīng)為總反應(yīng)為_。 陰陰自由移動(dòng)自由移動(dòng)陽陽陰陰2NaCl 2Na +Cl2 通電 氧化氧化還原還原正正2Na+ 2 e- =2Na2Cl-2e-= Cl2 使使電流電流通過通過電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液而在而在陰陽兩極陰陽兩極引起引起氧化還原氧化還原 反應(yīng)反應(yīng)的過程。的過程。電解池電解池: : 把把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置. .(1)(1)直流電源直流電源(2)(2)與電源相連的與電源相連的兩個(gè)電極兩個(gè)電極： 接電源正極的為陽極，發(fā)生接電源正極的為

7、陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)(3)(3)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)(4)(4)閉合回路閉合回路電解電解: :1：定義：定義P19兩極只要求能導(dǎo)電兩極只要求能導(dǎo)電,活潑性是否活潑性是否相同沒有必然關(guān)系相同沒有必然關(guān)系稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 例題例題1：下列裝置中屬于原電池的是下列裝置中屬于原電池的是 （ ） 屬于電解池的是屬于電解池的是 （ ） BC D 怎樣區(qū)分原電池、電解池？怎樣區(qū)分原電池、電解池？原電池、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看原電池、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是

8、否有外接電源是否有外接電源電解過程不僅可以在電解過程不僅可以在熔融熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)也可以在電解質(zhì)溶液溶液中進(jìn)行。中進(jìn)行?；顒?dòng)與探究活動(dòng)與探究P19 陽極：陽極：有刺激性氣味的氣體生成，能使?jié)駶?rùn)的淀粉有刺激性氣味的氣體生成，能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。試紙變藍(lán)。陰極：陰極：碳棒上有紅色的銅析出。碳棒上有紅色的銅析出?；顒?dòng)與探究活動(dòng)與探究P19通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽離子：陽離子：H+、Cu2+ 陰離子：陰離子：OH-、Cl- 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電）（1）確定電極名稱：）確

9、定電極名稱： 陽極陽極 陰極陰極 陽離子陽離子：Cu2+H+ 陰離子陰離子：Cl-OH-Cu2+、H+Cl-、OH-（4）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序：（2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):（3）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低陰極：陰極：Cu2+ 2e-= Cu 陽極：陽極： 2Cl-2e-= Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuCl2=Cu+Cl2通電通電電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書寫電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書寫陰離子失電子能力（還原性）陰離子失電子能力（還原性）: （活潑金屬）活潑金屬） S2- I

10、- Br - Cl - OH - 含氧酸根含氧酸根F-陽極（氧化反應(yīng)，失電子）陽極（氧化反應(yīng)，失電子）: 先看電極后看溶液先看電極后看溶液 (1)活性陽極（活性陽極（除金和鉑除金和鉑):活潑金屬優(yōu)先失電子活潑金屬優(yōu)先失電子 (2)惰性陽極惰性陽極(金金,鉑、石墨等鉑、石墨等):溶液中陰離子失去電子溶液中陰離子失去電子2：離子：離子放電放電規(guī)律規(guī)律陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電放電陽離子得電子能力（氧化性）陽離子得電子能力（氧化性）:與金屬活動(dòng)性順序相反與金屬活動(dòng)性順序相反陰極（還原反應(yīng)，得電子）：陰極（還原反應(yīng)，得電子）：不論陰極是何種電極，不

11、論陰極是何種電極，陽離子總是優(yōu)先放電陽離子總是優(yōu)先放電 解題步驟：解題步驟：1.寫出電離方程式寫出電離方程式 : NaCl(熔融熔融)=Na+Cl-2.寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：陰極：陰極： Na+ 陽極：陽極：Cl-3.寫出電極反應(yīng)方程式：寫出電極反應(yīng)方程式：陰極：陰極：2Na+ 2e-= 2Na 陽極：陽極： 2Cl-2e-= Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl 2Na + Cl2通電通電舉例舉例1：電解熔融的：電解熔融的NaCl(陽極為惰性電極陽極為惰性電極)：3：電極反應(yīng)確定：電極反應(yīng)確定：舉例舉例2：電解氯化銅溶液：電解氯化銅溶液

12、(陽極為惰性電極陽極為惰性電極)：解題步驟：解題步驟：1.寫出電離方程式：寫出電離方程式：CuCl2=Cu2+2Cl- H2O=H+OH-2.寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：陰極：陰極： Cu2+ H+ 陽極：陽極：Cl- OH-3.寫出電極反應(yīng)方程式：寫出電極反應(yīng)方程式：陰極：陰極：Cu2+ 2e-= Cu 陽極：陽極： 2Cl-2e-= Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuCl2=Cu+Cl2通電通電放電順序放電順序舉例舉例3：電解：電解NaCl溶液溶液(陽極為惰性電極陽極為惰性電極)：解題步驟：解題步驟： 1.寫出電離方程式：寫出電離方程式：NaC

13、l=Na+Cl- H2O=H+OH-2.寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：陰極：陰極： H+ Na+ 陽極：陽極：Cl- OH- 3.寫出電極反應(yīng)方程式：寫出電極反應(yīng)方程式：陰極：陰極：2H+ 2e-= H2 陽極：陽極： 2Cl-2e-= Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 通電通電放電順序放電順序解題步驟：解題步驟：1.寫出電離方程式寫出電離方程式 : CuSO4= Cu2+ +SO4 2- H2O=H+OH-3.寫出電極反應(yīng)方程式：寫出電極反應(yīng)方程式：2.寫出向陰、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：寫出向陰

14、、陽極移動(dòng)的離子并確定放電離子：陰極：陰極： Cu2+ H+ 陽極：陽極：OH- SO42-練習(xí)：電解練習(xí)：電解CuSO4溶液溶液(陽極為惰性電極陽極為惰性電極) ：陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極：陰極： Cu2+ +4eCu 總反應(yīng)總反應(yīng):CuSO4 + 4H2O = Cu + H2SO4 +O2電解分析電解反應(yīng)的一般思路分析電解反應(yīng)的一般思路溶液中存在的離子溶液中存在的離子離子的移動(dòng)方向及放電順序離子的移動(dòng)方向及放電順序判斷電解池的陰、陽極判斷電解池的陰、陽極根據(jù)根據(jù)陽極被氧化，陰極被還原陽極被氧化，陰極被還原分析得出產(chǎn)物分析得出產(chǎn)物課堂小結(jié)(中山模擬題.雙選)下圖所示裝置中，下圖所示裝置中，a、b都是惰性都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是下列說法正確的是 ( ) AX是正極，是正極，Y是負(fù)極是負(fù)極BX是負(fù)極，是負(fù)極，Y是正極是正極CCuSO4溶液的溶液的PH值逐漸減小值逐漸減小DCuSO4溶液的溶液的PH值不變值不變a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 作業(yè)題作業(yè)題:指出電解下列各物質(zhì)時(shí)指出電解下列各物質(zhì)時(shí),溶液中陰陽離子的溶液中陰陽離子的放電順放電順序序(陽極為惰性電極陽極為