2018年高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.2 电能转化为化学能——电解 第1课时课件3 鲁科版选修4

1、电 解,如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 4H+ +4e2H2 ,电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。,用惰性电极电解电解质溶液规律,(1)电解水型：,CuCl2溶液,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：Zn 2e =Zn2+,正极： Cu2+ 2e =Cu,电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,CuCl2溶液,问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？,原电池是把化学能转变成电能的装置。,实验现象及结论：,（与电源负极相连的碳棒）阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红 色的物质。 （与电源正极相连的碳棒）阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。,CuCl2溶液,Cu,Cl2,阴极,阳极,两极产物： 阴极 铜 阳极 氯气,如图所示装置：,思考1：阴极产生的红色物质和阳极产生的气体是什么？,通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， H2O H + + OH， Cu2+、

2、 H + 、 Cl 、 OH，为自由移动的离子；,通电后： Cu2+、H +移向阴极，Cu2+得到电子， Cl 、 OH移向阳极，Cl失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+ 2e =Cu （还原反应）,阴极： Cu 2+ + 2e = Cu,阳极： 2Cl - -2e -= Cl2,整个过程 就叫做电解。,（发生还原反应）,（发生氧化反应）,一、电解原理及电解池,1.电解: 让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质， 在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。,2.电解池: 把 电能转化为化学能的装置叫电解池。,3.电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。 与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。,4、构成电解池需要什么条件？,与外加电源相连的两个电极 有电解质 形成闭合回路,是电能转变为化学能的装置！,阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应,阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应,5、 电极的判断,两个电极的类型：,惰性电极(铂、金、石墨)： 无论做阴阳极，仅仅导电，不参与反应 活性电极(

3、除铂、金外的金属)： 做阴极：只起导电作用，不参与电极反应 做阳极：除起导电作用，还失去电子成为金 属阳离子进入溶液,惰性电极与活性电极,阴极,阳极,阴极,阳极,6、 电子、离子的流向,电子从电源负极流出电解池阴极电解液中的阳离子得电子 电解池中的阴离子失电子电解池阳极电源正极 阳离子在电解质溶液中移向阴极 阴离子在电解质溶液中移向阳极,对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。,7、电解质溶液导电的实质,通式： 阴极：氧化剂ne- =还原产物 阳极：还原剂 ne- = 氧化产物 总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子（考虑电子守恒）,8、电极反应式的书写： （以电解CuCl2 为例）,阴极,阳极,阳

4、离子移向阴极得电子， 阴离子移向阳极失电子； 阴极：Cu2+2e- = Cu 还原反应 阳极：2Cl- 2e- = Cl2 氧化反应 总反应式：,CuCl2在水溶液中电离生成Cu2和Cl的同时，弱电解质水也会发生电离，而产生H和OH ，通电时，这些自由移动着的离子，在电场作用下，溶液中带正电的H和Cu2都同时向阴极移动，而为什么只有Cu2得电子被还原，而带负电的OH和Cl都同时会向阳极移动，而为什么只有Cl失电子被氧化？,思考：,分析：得电子能力： Cu2 H 失电子能力： Cl OH,思考：为什么得失电子的结果是这种情况？,阴阳离子的放电顺序是什么？,放电：在电极表面，阴离子失去电子而 阳离子得到电子的过程叫放电。,阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关 阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关,离子放电规律,阴极： _电子，发生_反应，离子 _越强，反应越容易。 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。常见阳离子放电顺序： Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+ 阳极：_电子，发生_反应，离子 _越强，反应越容易。 当

5、阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F,得,还原,氧化性,失,氧化,还原性,离子放电规律,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电.,即阴离子放电顺序： 活泼阳极无氧酸根离子 OH含氧酸根离子F ,【思考5】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2和Cl放 电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？,溶液中Cu2+和Cl放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在H+和OH， H+在阴极放电，OH在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以： 阴极：4H+ + 4e = 2H2 阳极：4OH 4e =2H2O + O2 总反应：2H2O = 2H2 + O2 ,【思考6】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。,电解,（1）溶液中所含阳离子：H+、Na+， 放电顺序：H+ Na+ 阴 极：2H+ + 2e = H2 ,（2）溶液中所含阴离子：OH 、Cl， 放电顺序：Cl OH 阳 极：2Cl 2e = Cl2 ,总反应： 2NaCl + 2H2O = 2

6、NaOH + H2 + Cl2 ,【思考7】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。,电解,熔融的氯化钠中有Na+和Cl ，Na+在阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成氯气。,阴极：2Na+ +2e-=2Na （氧化反应） 阳极：2Cl- 2e- =Cl2 （还原反应） 总式：,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,【思考14】分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？,记 笔 记,分析电解反应的一般思路,溶液中存在的离子,两极上的电极反应,离子的移动方向及放电顺序,判断电解池的阴、阳极,学以致用：,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e- =2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e- =2H2O +O2 ,阴极: 4H + 4e- = 2H2 ,变大,不 变,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 + O2,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2,阴极: 2H + 2e- =H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- 4e- =2H2O+O2 ,阴极：Cu2+ 2e- = Cu,减小,减小,加 CuO,CuSO4溶液,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 A B C D,1.下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ）,B,C D,原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源,跟踪习题,练习,2、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。,石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁,CuSO4溶液,CuSO4溶液,CuSO4溶液,(A) (B) (C),谢 谢,

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