人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 　電解池【省一等獎】

第三節(jié)電解池第一頁，共二十三頁。反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2能否設(shè)計成原電池？能，該反應(yīng)能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)議展第二頁，共二十三頁。2H2O=2H2↑＋O2↑要發(fā)生需要什么條件

導(dǎo)②電解——外界提供電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能H2O

電解2H2O====2H2↑＋O2↑①高溫——外界提供熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能ΔG=ΔH-TΔSΔH>0ΔS>0，T較低，ΔG>0水的分解在較低溫度下無法自發(fā)進(jìn)行第三頁，共二十三頁。戴維（Humphry

Davy，1778～1829）英國化學(xué)家。1778年12月17日出生在一個木器雕刻匠家庭。少年時曾在普通學(xué)校讀書,父親的突然去世，使他中斷了學(xué)習(xí)，去一家藥店給藥劑師當(dāng)學(xué)徒，只能在配制藥劑時和化學(xué)打一點交道。發(fā)現(xiàn)元素最多的英國化學(xué)家—戴維戴維在不到一年的時間里，竟發(fā)現(xiàn)了七種元素

戴維16歲他開始勤奮自學(xué)，19歲時他閱讀著名化學(xué)家拉瓦的著作《化學(xué)原理》，后又讀到尼柯爾森的《化學(xué)辭典》。年輕的戴維確定了自己的志向，開始從事化學(xué)研究。1798～1801年在布里斯托爾氣體研究所工作，發(fā)現(xiàn)氧化亞氮(即“笑氣”)的麻醉性，對醫(yī)學(xué)有重要意義。22歲時他的有關(guān)氣體研究的專著出版，一時戴維的名聲鵲起。

第四頁，共二十三頁。

戴維一生最大的貢獻(xiàn)是在電化學(xué)領(lǐng)域。1800年他研究新發(fā)明的伏打電堆，并利用它研究電的化學(xué)效應(yīng)，親自做水的電解實驗。發(fā)表《關(guān)于電的某些化學(xué)動力》的論文，論述電解和化學(xué)親和力間的關(guān)系，他認(rèn)為氧和氫之間、酸和堿之間，以及金屬和氧之間的化學(xué)親和力實質(zhì)上是一種電力的吸引，它能使氫和氧結(jié)合成水，而“電能”又可以將水分解成氫氣和氧氣。

有人問戴維，你最大的發(fā)現(xiàn)是什么？他說：“我最大的發(fā)現(xiàn)是法拉第”。

法拉第是戴維的學(xué)生和助手，后來成為有多方面貢獻(xiàn)的物理學(xué)家和化學(xué)家。

第五頁，共二十三頁?！緦嶒炋骄俊繉筛及舨迦隒uCl2溶液中；現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象將兩根碳棒用導(dǎo)線連接后插入CuCl2溶液中；CCCC第六頁，共二十三頁。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U型管的CuCl2溶液中，再接通12V直流電,觀察現(xiàn)象。約2～3min后切斷電源。P79

實驗4-2第七頁，共二十三頁。

實驗結(jié)果交流實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定與電源正極連接的電極與電源負(fù)極連接的電極有氣泡逸出有紅色固體析出氯氣銅使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)—————（陰極）（陽極）

電解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)?第八頁，共二十三頁。想一想：CuCl2溶液在電流的作用下為什么會分解生成Cu和Cl2呢？問題1：通電前，氯化銅溶液中含有哪些微粒?問題2：在通電時這些微粒各向什么區(qū)移動？思考3：通電后在陽極和陰極各會發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？第九頁，共二十三頁。電解氯化銅溶液的微觀反應(yīng)過程Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—無規(guī)則運動Cu2+、Cl—定向運動Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—發(fā)生電子得失ClClClClCuCu陰陽兩極上生成Cu、Cl2Cl2Cl2e-e-第十頁，共二十三頁。（一）電解：電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解是非自發(fā)地將

能轉(zhuǎn)化為

能。電化學(xué)（二）電解池（槽）：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。（三）構(gòu)成電解池的條件：1、直流電源、兩個電極；2、電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；3、閉合回路。碳碳陰極陽極一、電解原理第十一頁，共二十三頁。（四）電極名稱及電極反應(yīng)：1、陽極：①與電源正極相連；②陰離子移向該極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。2、陰極：①與電源負(fù)極相連，電子流入；②陽離子移向該極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。碳碳陰極陽極電極反應(yīng)式：陰極：陽極：2Cl–

–2e–

＝Cl2↑Cu2++2e–

＝Cu還原反應(yīng)氧化反應(yīng)總反應(yīng)：Cu2+

+2Cl–Cu+Cl2↑通電第十二頁，共二十三頁。（五）電解工作原理第十三頁，共二十三頁。為什么其它離子不放電？Cl—OH—Cl—OH—H+Cu2+Cl—OH—Cl—OH—H+Cu2+第十四頁，共二十三頁?！x子的放電順序

SO32->I－>Br－>Cl－【陰極】陽離子得電子能力Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2+＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋]【陽極】陰離子失電子能力[比較]下列離子得、失電子能力的強弱（1）Na+Fe2+H+Cu2+

﹤﹤﹤（2）I-Br-Cl-F-

﹥﹥﹥>OH－>含氧酸根>F-S2－>二、離子放電順序第十五頁，共二十三頁。

如果戴維利用實驗4-2的電解池裝置電解氯化鈉溶液，能否也得到金屬鈉？你能按照我們剛才的分析步驟，寫出一份電解NaCl溶液的分析報告嗎？陽離子：

陰離子:陽極：陰極：

知識遷移Na+H+Cl-OH-2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通電2H2O+2e-=H2↑+2OH-電解總離子反應(yīng)式：電解總化學(xué)方程式：2Cl-+2H2O==2OH-+H2↑+Cl2↑通電第十六頁，共二十三頁。知識遷移：用不同電極材料電解Na2SO4溶液Na2SO4溶液Na2SO4溶液Cu陽離子：

陰離子:陰極：陽極：電解總反應(yīng)式：

陽離子：

陰離子:陰極：陽極：電解總反應(yīng)式：

Na+H+SO42-OH-4H2O+4e-=2H2↑+4OH-2H2O-4e-=O2↑+4H+2H2O==2H2↑+O2↑通電Na+H+SO42-OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-Cu-2e-=Cu2+Cu+2H2O==H2↑+Cu(OH)2通電(提示：電解一段時間后有藍(lán)色固體析出）第十七頁，共二十三頁。小結(jié)：電解池中陰陽極的放電順序*陽離子放電順序：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+*陰離子放電順序：

S2-＞SO32->I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根*金屬電極做陽極，金屬本身被氧化（金、鉑除外）

第十八頁，共二十三頁。分析電解反應(yīng)的一般思路（惰性電極電解時）明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近各有哪些離子第十九頁，共二十三頁。

課堂小結(jié)

原電池

電解池電極名稱電極反應(yīng)電子移動能量變化反應(yīng)是否自發(fā)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能負(fù)極→正極電源負(fù)極→陰極，陽極→電源正極正極負(fù)極陰極陽極負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)陽極氧化反應(yīng)陰極還原反應(yīng)第二十頁，共二十三頁。

作業(yè)1、以碳棒為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液時，在陰、陽兩極上分別是什么離子放電？總結(jié)有什么