高中人教版化学选修四课件：4-3-1 电解池

1．用惰性电极电解氯化镁溶液，在阴极观察到现象是怎样的？ 提示：用惰性电极电解氯化镁溶液，Mg2＋和 H＋向阴极移动，因 H＋的氧化性强，故 H＋ 放电产生氢气，同 时生成的 OH－与 Mg2＋结合产生氢氧化镁沉淀。 2．若将等物质的量的 CuSO4 和 MgCl2 混合溶于水，对该溶液以惰性电极进行电解，试讨论两个电极可 能的产物，并写出总反应式。 提示：在此混合溶液中，含有的阳离子放电顺序为 Cu2＋ ＞ H＋＞ Mg2＋ ，阴离子放电顺序为 Cl－＞ OH－＞
02 课堂导学探究
要点 电解的规律
1．电解池的阴、阳极的判断方法
2．电解池中按规律书写电极反应式
3．给出电解总反应方程式书写电极反应式
4．用惰性电极电解电解质溶液的规律小结
[特别提醒]
(1)用惰性电极电解电解质水溶液时， 首先要全面分析电解质溶液的组成， 找全离子并
分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出 总反应方程式。 (2)若阴极为 H＋ 放电，则阴极区 c(OH－ )增大；若阳极区 OH－放电，则阳极区 c(H＋ )增大；若阴、阳极分 别同时有 H＋、 OH－ 放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大 (饱和溶液例外 )。 (3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，须加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。如 用惰性电极电解 CuSO4 溶液，要恢复原溶液浓度，可向电解后溶液加入 CuO，也可以加入 CuCO3，但不能 加入 Cu(OH)2，因为 Cu(OH)2 与 H2SO4 反应生成水，使水量增加。电解质溶液恢复的原则是“析出什么加什 么”。
例
下图是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4 溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈
红色 (指示剂的 pH 变色范围：6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色 )。 回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ________(填编号)。 ①A 极溶液由红变黄 ③A 极溶液不变色 ②B 极溶液由红变黄 ④B 极溶液不变色
(2)写出 A 极发生反应的反应式__________________________________________ 。 (3)写出 B 极发生反应的反应式__________________________________________ 。 (4)检验 a 管中气体的方法是__________________________________________。 (5)检验 b 管中气体的方法是__________________________________________。 (6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 ________________________________________________________________________ 。
[议一议 ] 如何判断某一装置是原电池还是电解池？ 提示： 甲 单一装置中，若有外接的直流电源，且符合电解装置的其他三个 条件 (两个电极，电解质溶液，闭合回路)，则该装置为电解装置 单一装置中，若无外接直流电源，且符合原电源装置的三个条件 乙 (两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路)，则该装置为 原电池装置 若多个装置相互串联，有外接直流电源时，则串联的装置为电解 丙 池；若无外接直流电源，则能发生自发氧化还原反应的装置为原 电池，其余装置为电解池
探新知 1．电解是指使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。 2．阴极与电源的负极相连，发生还原反应；阳极与电源的正极相连，发生氧化反应。 3．阳离子在阴极上的放电顺序 Ag＋ >Hg2＋ >Fe 3＋>Cu2＋>H＋ (浓度大时 )>Sn2＋ >Fe 2＋ >Zn2＋ >H＋ (浓度小时)>Al3＋>Mg2＋>Na＋ 4．阴离子在阳极(惰性电极)上的放电顺序
－ 2＋ SO2 ，阳极上 Cl－放电得 Cl2，当 Cu2＋、 Cl－ 放电完毕后，阴极 4 ，故开始电解时，阴极上 Cu 放电得产物 Cu
上 H＋继续放电得产物 H2，阳极上 OH－放电得产物 O2，所以该电解过程可分为两个阶段，总反应式为
电解 第一阶段：CuCl2=====Cu＋ Cl2↑ 电解 第二阶段：2H2O=====2H2↑＋ O2↑
01 课前预习导学
知识点 1.定义
电解池及工作原理
将 电能 转化为 化学能 的装置。 2．构成 (1) 直流电源 (2)电解质溶液。 (3)两个电极。 阴极与电源 负 (4)形成闭合回路。 极相连，阳极与电源 。

正
极相连。
3．工作原理(以电解 CuCl2 溶液为例)
电解 (1)电池总反应为 CuCl2=====Cu＋ Cl2↑。 (2)电子的流向 在溶液中离子 阳极 电源负极→ 阴极 ― ― → 发生定向移动 →电源正极
第四章
电化学基础
第三节 电解池 第一课时 电解原理
温旧知 1．(1)金属 Zn、Fe、Cu 的还原性逐渐减弱，即失电子能力逐渐减弱；Zn2＋、Fe 2＋、Cu2＋的氧化性逐渐增 强，即得电子能力逐渐增强。 (2)Cl2、 Br2、 I2 的氧化性逐渐减弱，Cl－、Br－、 I－的还原性逐渐增强，即失电子的能力逐渐增强。 2．工业上电解法冶炼镁： 电解 MgCl2(熔融 )=====Mg＋Cl2↑。
[思路点拨] 看电极 ― → 析溶液 ― → 写反应 [分项细研] 根据题图可以确定，A 极为阴极，B 极为阳极。A 极 H＋放电，OH－增加，溶液碱性增强，A 极附近溶液由红变黄，同时 Mg2＋与 OH－结合生成 Mg(OH)2 沉淀； B 极 OH－放电，使得溶液中 H＋增加， B 极附近溶液显酸性，溶液仍为红色。电解后，将电解液倒入烧杯中，A 极附近生成的 Mg(OH)2 与 B 极附近生 成的 H2SO4 反应，生成 MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色。根据上述分析，a 中收集的是氢气， b 中收集的 是 O2。
－ － － S2－>I－ >Br－>Cl－>OH－>含氧酸根(SO2 4 、 NO3 等 )>F
5．用惰性电极电解时，存在如下规律 (1)对含氧酸、强碱及活泼金属的含氧酸盐溶液电解，实质上是电解水。 (2)对无氧酸及不活泼金属的无氧 酸盐电解，实质上是电解质自身电解。(3)对不活泼金属的含氧酸盐电解时，阴极析出金属，阳极产生 O2，阳 极区域生成相应酸。(4)对活泼金属无氧酸盐电解时，阳极析出非金属单质，阴极产生 H2，阴极区域生成相应 的碱。