高中化學(xué)：電解池(公開課課件)

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池1探究實驗1甲實驗步驟如圖甲所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象結(jié)論

無現(xiàn)象沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng)

甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件分析原因:探究實驗1甲實驗步驟如圖甲所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨2探究實驗2－－如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中，再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。約3～5min后切斷電源。CCCuCl2陰極陽極CuCl2溶液＋－探究實驗2－－如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)3實踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行思考1：氯化銅溶液中含有哪些微粒?思考2：在通電時這些微粒各向什么區(qū)移動？思考3：猜想在通電時在陽極和陰極各會發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽離子：Cu2+H+

陰離子：Cl-OH-Cu2+H+向陰極區(qū)移動；Cl-OH-向陽極區(qū)移動Cl-→Cl2↑OH-→O2↑H2OH++OH-

CuCl2＝Cu2++2Cl-

陰極區(qū)：Cu2+→CuH+→H2↑陽極區(qū)：實踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行思考1：氯化4實驗結(jié)果交流B.實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有紅色固體析出氯氣銅不能使帶火星木條復(fù)燃使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)—————氧氣？氫氣？陰極陽極實驗結(jié)果交流B.實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定有氣泡逸5①離子移動通電前：CuCl2=Cu2++2Cl－，

Cu2+、Cl－為自由移動的離子；

通電后：Cu2+

Ｈ＋移向陰極，

Cl－ＯＨ－移向陽極；②電極反應(yīng)：2Cl－

－

2e－

=Cl2↑（氧化反應(yīng)）Cu2+

＋2e－

=Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2Cu+Cl2↑電解Ⅰ通電前－＋陰極陽極Ⅱ通電后陽極：陰極：①離子移動通電后：Cu2+Ｈ＋移向陰極，②電極反應(yīng)：61.電解：

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)的過程，叫做電解。3.構(gòu)成電解池的條件：①直流電源；陰極:與電源負(fù)極相連[還原反應(yīng)]陽極:與電源正極相連[氧化反應(yīng)]②陰、陽電極③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2.電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解原理④形成閉合回路。1.電解： 使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起

7Cu2+oooooooooooooooooooo

－＋－＋陰極陽極CuCl2ooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液實驗裝置e-e-單擊電子流動4.電解池中離子和電子的移動方向

Cu2+oooooooooooooooooooo－8電子的流向:

電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）離子定向移動的方向:

陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.惰性電極與活性電極：

惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)電子的流向:電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極9電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路形成條件將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義裝置實例電解池原電池裝置電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源①活潑性不同的兩電10電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子電極反應(yīng)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負(fù)極正極導(dǎo)線電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極11結(jié)一結(jié)：①電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原②離子流向：陰陽相吸③電子流向：電子從負(fù)極流向陰極，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再從陽極流回正極(陽氧)結(jié)一結(jié)：①電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原②離子流向：陰陽相吸③電12

陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。一、電解原理影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子的濃度5.放電能力陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。一、電解原理影13陰極：氧化性強的離子先得電子金屬越不活潑的對應(yīng)陽離子氧化性越強，越容易得電子。金屬

>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－

陽極：還原性強的離子先失電子電解質(zhì)在水溶液中放電順序掌握除Pt、AuAg+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+

>Pb2+>

Sn2++>Fe2+>Zn2+

濃度大時先于

H+放電

>H+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

水中H+先放電陰極：氧化性強的離子先得電子金屬越不活潑的對應(yīng)陽離子氧化性越14思考?電解硫酸鈉溶液中會有怎樣的結(jié)果：

H2O

H++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO4

2—離子放電的順序陽離子陰離子H+

>Na+OH－>SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解陽極：陰極：思考?電解硫酸鈉溶液中會有怎樣的結(jié)果：H2OH151.分析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。2.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)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）3.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）寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)】1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽離子組16電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原CuCl2

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e-=2Cu↓減小增大CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑電解電解規(guī)律陰極陽極氯銅實例電極反應(yīng)17陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

陽極:4OH--4e-=

2H2O+O2

↑陰極:

4H++4e-=2H2↑變大不變

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解陽極陰極氧氣氫實例電極反應(yīng)18陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原NaCl

陽極:2Cl--2e-=

Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大

加HClNaCl溶液陽極陰極氯氣氫實例電極反應(yīng)19實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH--4e-=

2H2O+O2

↑陰極：Cu2++2e-=

Cu減小減小

加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4電解實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原陽極陰極氧銅陽極:4OH--420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。

AgNO3溶液

試一試陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑或(4H2O=4H++4OH-）陰極：4Ag++4e-=4Ag總反應(yīng)式：4Ag++2H2O==4Ag+O2↑+4H+通電練習(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21三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時)⑴電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑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)

，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的

即可。實質(zhì)：電解水例如：電解硫酸鈉溶液增大水三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時)⑴電解含氧酸、強堿溶液、活潑22⑵電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液，如電解鹽酸、CuCl2溶液等

電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的

(通入一定量的HCl氣體)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑電解電解鹽酸實質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解減小溶質(zhì)⑵電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的電解后溶液23⑶電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e－＝2Cu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)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液⑶電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都陽極：4OH－24⑷電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。

電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解⑷電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水電解后原溶液中溶25

四、電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解類型舉例電極反應(yīng)溶液PH變化溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別實例僅溶劑水電解

僅溶質(zhì)電解

溶質(zhì)和溶劑同時電解

含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陽極：4OH-4e--=＋O2+2H2O陰極：4H++4e-=2H2↑減小增大不變H2O陽極：2Cl-=2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl-=

2e-＋Cl2↑陰極：Cu2++2e-=Cu↓增大CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl-=2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH-=

4e-

＋O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e-=

2Cu↓減小CuO四、電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解舉例電26電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2

、HClⅠ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)陽極：S2->I->B27DD28練習(xí)1、分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。練習(xí)1、分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。29

2.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的A練習(xí)

2.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量303.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：

Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四種電極材料和電解液中，能實現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2OB3.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：ABCD陽極31

（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動，

向陽極移動。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動，因此陰極

濃度增大，PH

。陰極方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+四、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)

電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2Cl--2e-=Cl22H++2e-32總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)色.陰極:產(chǎn)生無色、無味氣體總化學(xué)方程式：33(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為:

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,第一個問342.銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)純銅粗銅陽極：

Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-

Ni

→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-

ZnFeNiCuAgAu陰極:

Cu2++2e-→Cu陽極泥問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液2.銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNi353、電鍍⑴、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。⑵、電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①鍍件作陰極②鍍層金屬作陽極③含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液⑶、電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性保持不變3、電鍍⑴、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層⑵、電鍍364、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強有力的氧化還原的手段。4、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)374、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽極：6O2-

－12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e-==4Al總反應(yīng)：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石4、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的制取金屬鋁38電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽極：不純金屬；陰極：純金屬陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形39負(fù)正負(fù)正40多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷1．直接判斷非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖：A為____________，B為__________。原電池電解池多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷原電池電解池412．根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極和一個碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：B為______________，A為________。原電池電解池2．根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池電解池423．根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是________，D是正極，C是負(fù)極，甲是________，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。原電池電解池3．根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷原電池電解池43AA442.如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述正確的是

A.P是電源的正極B.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B2.如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述正確453.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A．X是正極，Y是負(fù)極B．X是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的PH值逐漸減小D．CuSO4溶液的PH值不變

a

?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC3.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b46（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe4、寫出下列裝置的極反應(yīng)，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。練習(xí)（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3N47

電解計算——電子守恒法例一：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產(chǎn)生11.2L(標(biāo)況)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.解析：陽極4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極Cu2++2e-=Cu↓2H++2e-=H2↑

陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:0.5×4=2mol,消耗4OH-2mol,即產(chǎn)生H+2mol.

陰極生成0.5molH2,消耗H+1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/LpH=0

生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5×2=1mol,故還有1mole-

用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.電解計算——電子守恒法解析：陽極48在如下的裝置中進(jìn)行電解，并已知鐵極的質(zhì)量減小11.2克。（1）A是電源的

極（2）電解過程中，電路中通過

摩電子（3）Ag極的電極反應(yīng)是

；析出物質(zhì)是

克（4）Cu(a)的電極反應(yīng)是

；（5）Cu(b)的電極反應(yīng)是

。在如下的裝置中進(jìn)行電解，并已知鐵極的質(zhì)量減小11.2克。49第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池50探究實驗1甲實驗步驟如圖甲所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象結(jié)論

無現(xiàn)象沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng)

甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件分析原因:探究實驗1甲實驗步驟如圖甲所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨51探究實驗2－－如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中，再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。約3～5min后切斷電源。CCCuCl2陰極陽極CuCl2溶液＋－探究實驗2－－如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)52實踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行思考1：氯化銅溶液中含有哪些微粒?思考2：在通電時這些微粒各向什么區(qū)移動？思考3：猜想在通電時在陽極和陰極各會發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽離子：Cu2+H+

陰離子：Cl-OH-Cu2+H+向陰極區(qū)移動；Cl-OH-向陽極區(qū)移動Cl-→Cl2↑OH-→O2↑H2OH++OH-

CuCl2＝Cu2++2Cl-

陰極區(qū)：Cu2+→CuH+→H2↑陽極區(qū)：實踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行思考1：氯化53實驗結(jié)果交流B.實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有紅色固體析出氯氣銅不能使帶火星木條復(fù)燃使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)—————氧氣？氫氣？陰極陽極實驗結(jié)果交流B.實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定有氣泡逸54①離子移動通電前：CuCl2=Cu2++2Cl－，

Cu2+、Cl－為自由移動的離子；

通電后：Cu2+

Ｈ＋移向陰極，

Cl－ＯＨ－移向陽極；②電極反應(yīng)：2Cl－

－

2e－

=Cl2↑（氧化反應(yīng)）Cu2+

＋2e－

=Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2Cu+Cl2↑電解Ⅰ通電前－＋陰極陽極Ⅱ通電后陽極：陰極：①離子移動通電后：Cu2+Ｈ＋移向陰極，②電極反應(yīng)：551.電解：

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)的過程，叫做電解。3.構(gòu)成電解池的條件：①直流電源；陰極:與電源負(fù)極相連[還原反應(yīng)]陽極:與電源正極相連[氧化反應(yīng)]②陰、陽電極③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2.電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解原理④形成閉合回路。1.電解： 使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起

56Cu2+oooooooooooooooooooo

－＋－＋陰極陽極CuCl2ooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液實驗裝置e-e-單擊電子流動4.電解池中離子和電子的移動方向

Cu2+oooooooooooooooooooo－57電子的流向:

電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）離子定向移動的方向:

陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.惰性電極與活性電極：

惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)電子的流向:電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極58電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路形成條件將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義裝置實例電解池原電池裝置電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源①活潑性不同的兩電59電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子電極反應(yīng)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負(fù)極正極導(dǎo)線電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極60結(jié)一結(jié)：①電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原②離子流向：陰陽相吸③電子流向：電子從負(fù)極流向陰極，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再從陽極流回正極(陽氧)結(jié)一結(jié)：①電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原②離子流向：陰陽相吸③電61

陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。一、電解原理影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子的濃度5.放電能力陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。一、電解原理影62陰極：氧化性強的離子先得電子金屬越不活潑的對應(yīng)陽離子氧化性越強，越容易得電子。金屬

>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－

陽極：還原性強的離子先失電子電解質(zhì)在水溶液中放電順序掌握除Pt、AuAg+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+

>Pb2+>

Sn2++>Fe2+>Zn2+

濃度大時先于

H+放電

>H+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

水中H+先放電陰極：氧化性強的離子先得電子金屬越不活潑的對應(yīng)陽離子氧化性越63思考?電解硫酸鈉溶液中會有怎樣的結(jié)果：

H2O

H++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO4

2—離子放電的順序陽離子陰離子H+

>Na+OH－>SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解陽極：陰極：思考?電解硫酸鈉溶液中會有怎樣的結(jié)果：H2OH641.分析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。2.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)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）3.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）寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)】1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽離子組65電解規(guī)律陰極陽極氯氣銅實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原CuCl2

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e-=2Cu↓減小增大CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑電解電解規(guī)律陰極陽極氯銅實例電極反應(yīng)66陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

陽極:4OH--4e-=

2H2O+O2

↑陰極:

4H++4e-=2H2↑變大不變

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解陽極陰極氧氣氫實例電極反應(yīng)67陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原NaCl

陽極:2Cl--2e-=

Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大

加HClNaCl溶液陽極陰極氯氣氫實例電極反應(yīng)68實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH--4e-=

2H2O+O2

↑陰極：Cu2++2e-=

Cu減小減小

加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4電解實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原陽極陰極氧銅陽極:4OH--469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。

AgNO3溶液

試一試陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑或(4H2O=4H++4OH-）陰極：4Ag++4e-=4Ag總反應(yīng)式：4Ag++2H2O==4Ag+O2↑+4H+通電練習(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70三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時)⑴電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑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)

，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的

即可。實質(zhì)：電解水例如：電解硫酸鈉溶液增大水三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時)⑴電解含氧酸、強堿溶液、活潑71⑵電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液，如電解鹽酸、CuCl2溶液等

電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的

(通入一定量的HCl氣體)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑電解電解鹽酸實質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解減小溶質(zhì)⑵電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的電解后溶液72⑶電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e－＝2Cu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)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液⑶電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都陽極：4OH－73⑷電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。

電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解⑷電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水電解后原溶液中溶74

四、電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解類型舉例電極反應(yīng)溶液PH變化溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別實例僅溶劑水電解

僅溶質(zhì)電解

溶質(zhì)和溶劑同時電解

含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陽極：4OH-4e--=＋O2+2H2O陰極：4H++4e-=2H2↑減小增大不變H2O陽極：2Cl-=2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl-=

2e-＋Cl2↑陰極：Cu2++2e-=Cu↓增大CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl-=2e-＋Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH-=

4e-

＋O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e-=

2Cu↓減小CuO四、電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解舉例電75電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2

、HClⅠ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)陽極：S2->I->B76DD77練習(xí)1、分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。練習(xí)1、分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。78

2.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的A練習(xí)

2.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量793.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：

Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四種電極材料和電解液中，能實現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2OB3.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：ABCD陽極80

（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動，

向陽極移動。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動，因此陰極

濃度增大，PH

。陰極方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+四、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)

電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2Cl--2e-=Cl22H++2e-81總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)色.陰極:產(chǎn)生無色、無味氣體總化學(xué)方程式：82(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為:

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,第一個問832.銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)純銅粗銅陽極：

Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-

Ni

→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-

ZnFeNiCuAgAu陰極:

Cu2++2e-→Cu陽極泥問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液2.銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNi843、電鍍⑴、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。⑵、電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①鍍件作陰極②鍍層金屬作陽極③含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液⑶、電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性保持不變3、電鍍⑴、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層⑵、電鍍854、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強有力的氧化還原的手段。4、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)864、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽極：6O2-

－12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e-==4Al總反應(yīng)：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石4、電冶金（使用