第三节--电解池
电解池知识点
第三节 电解池1.电解(1)定义:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
在此过程中,电能转化为化学能。
(2)特点:①电解是不可逆的;②电解质导电一定发生化学变化。
2.电解池(1)概念:电解池是把电能转化为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件 ①有与电源相连的两个电极。
②两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。
③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例:总反应方程式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑。
(4)电解池中电子和离子的移动方向①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.电解产物的判断及有关反应式的书写(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H +和OH -)。
(3)排出阴、阳两极的放电顺序4.电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:电解反应离子方程式书写: 稀溶液中离子放电顺序: 阳离子放电顺序Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(指酸电离的)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H 2O>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阴离子的放电顺序是惰性电极时:活性金属>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->H2O>NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
选修四第四章第三节电解池(52张)
四、电解电极反应式的书写
电解溶质型
HCl溶液
阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极:2H++2e- = H2↑
总反应:2HCl
通电
===
H2
↑
+Cl2
↑
通电
2H++2Cl- === H2 ↑ +Cl2 ↑
电解水型 阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ↑
阴极:4H+ + 4e- = 2H2 ↑
电解溶质和水 放氧生酸型
阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ↑ 阴极: Cu 2++ 2e -= Cu
总反应:
通电
CuSO4溶液
22CCuuS2+O+24+H22HO2O=通=电====4H2+H+O2 2S↑O+42+COu2 ↑+2Cu
电解质溶液用惰性电极电解的示例:
电解
举例
2.原理 (1)通电前: Cu2+、Cl-、H+、OH-自由移动 通电后: 定向移动
(2)电极上的反应
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)
阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑(氧化反应)
总反应: Cu2+ + 2Cl-电解
电解
Cu
+Cl2↑
CuCl2 Cu +Cl2↑
放电
粒子在电极上失去或获得电子发生氧化还原反应的过程。
类型 物质类别 实例
电极反应
溶液pH 溶液复 变化 原方法
含氧酸
仅溶剂 强碱 水电解
第三节电解池课件精修ppt
3.两极都用银片作电极电解AgNO3时,阳极的产
物是 Ag+;阴极的产物是 Ag 。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
4.试写出下列装置中所发生的电极反应式。
石墨
石墨 粗铜
纯铜 纯铜
铁
CuSO4溶液 (A)
②若阳极是惰性电极,还原性强的阴离子在阳极放电,
阴极材料不发生任何变化。
阴离子放电(失电子)顺序:
S2–>I–>Br–>Cl– > OH– > (NO3-、SO42– 等)含氧
酸根离子>F-
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
3、电冶金(使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的
方法)
制取金属铝
电解熔融状态的氧化铝。
阳极:6O 2- -12e- == 3O2↑
阴极: 4Al 3+ + 12e- == 4Al
总反应:2Al2O3(熔融)
通电
冰晶石
4Al + 3O2 ↑
助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
操作步骤: 1.在烧杯中注入CuCl2溶液 2.连接电极,将两根石墨棒插入溶液中 3.接通直流电源,在烧杯上方放一个湿润的
淀粉KI试纸,观察阴极和阳极的实验现象 并记录。
注意: 1.在实验过程中,两电极要始终放在溶液中,
且两电极不能接触; 2.电压要调至6V; 3.实验结束,关闭电源,将导线从电源上取下。
第四章第三节《电解池》
(2)溶液中所含阴离子:OH—、Cl—, 放电顺序:Cl— > OH— 阳 极:2Cl— -2e— = Cl2 ↑
电解
总反应: 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑+ Cl2 ↑
【思考13】分析电解反应(用惰性电极时) 的一般思路是什么?
小结1:分析电解反应(用惰性电极时) 的一般思路:
如NaCl
如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区:电解水型
如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
巩固练习
1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写 (惰性电极,溶液): H2SO4 HCl NaOH K2SO4 CuCl2 CuSO4 NaCl KMnO4 2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液 时,阴极析出的物质是_____;阳极产物是 _____。 3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时,阳 极的产物是____;阴极的产物是____。
e- 阳极 C
CuCl2溶液
【思考4】如何书写电解池电极方程式?
- e 阴极:Cu2++2e-=Cu 还原反应 阴极 阳极:2Cl -2e =Cl2 ↑ 氧化反应 C 总反应式:CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
e-
阳极 C
阴离子失去电子而阳离子得到 电子的过程叫放电。 CuCl 溶液 2 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)
阴极:4H+ + 4e— = 2H2 ↑
阳极:4OH— -4e— =2H2O + O2 ↑ 总反应:2H2O = 2H2↑ + O2 ↑ 【思考12】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。
人教版高中化学选修4第四章第三节:电解池
(2)在阴极,由于 H+ 容易得到电子被还原生成 H2 .
使H2O 电离向右移动,因此阴极 OH- 浓度增大, PH 增大 。 阴极方程式:2H+ + 2e- = H2 。
电解
总化学方程式:2NaCl 2H2O Cl 2 H2 2;NaOH
总离子方程式:
▪电源负极→电解池阴 极电解池阳极→电源正 极
试一试
练习:以石墨作电极,电解下列溶液,写出电 极反应及电解总反应式。
AgNO3溶液
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极:4Ag++4e-=4Ag 总反应式:4Ag++2H2O通==电4Ag +O2↑+4H+
二、电解规律:用惰性电极(金、铂和石墨)电解时
总反应:2Cl-+2H2O电=解Cl2↑+H2↑+2OH-
(2)CuSO4溶液:
OH-在哪一极产生?
阳阴极极::42OCHu-2-+ 4+e4-e=-=2H22COu+O2↑ (4H2O
4H++4OH-)
总反应式:2Cu2++2H2O电=解2Cu+O2↑+4H+
H+应该在哪一极产生?
电解池与原电池有哪些异同
②电极: 阳极:与电源正极相连
③电解质溶液或熔融电解质;
④形成闭合回路。
[还原反应] [氧化反应]
小结:
①电极反应:阳极失电子,发生氧化反应;阴极得
电子,发生还原反应。(阳氧)
②离子流向:阳离子移向阴极,阴离子移 向阳极(异性相吸)
高中化学选修四电解池知识点
第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
反应条件:①连接直流电源②阴阳两极阴极:与电源负极相连;极:与电源正极相连。
③两极处于电解质溶液或熔融电解质中④两电极形成闭合回路4、电子流向:电源负极一电解池阴极一离子定向运动(电解质溶液)一电解池阳极一电源正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应失去电子;阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应得到电子。
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程8、反应规律:阳极:活泼金属一电极失电子6“ Pt除外);惰性电极一溶液中阴离子失电子阴离子失电子能力:活泼金属(除Pt, Au)>S2->|->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-阳离子得电子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ (酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ (即金属活泼性顺序表的逆向)规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看条件。
9、四类电解型的电解规律(当阳极为惰性电极时)①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
电解质溶液复原一加适量水。
②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐),无氧酸pH变大,不活泼金属的无氧酸盐pH不变。
电解质溶液复原一加适量电解质。
③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。
人教版高中化学选修4第四章第三节 电解池 课件(共16张PPT)
湿润的 淀粉KI
试纸
滴几滴 酚酞
LOGO
【演示实验】
取一张用饱和NaCl溶液浸湿的滤纸,两根铅笔芯作电 极,接直流电源。
正极
负极
阳极
阴极
电解池 电解槽
电解:在直流电的作用下,两电极上分别发生氧化反应 和还原反应的过程叫做电解。
LOGO
Cl-
OH-
H+ OH-
发生还原反应
Cl-
Na+
H+
Na+
H+Cl-
CHl- + Na+
OH-
Na+Cl-
电解的总化学方程式:
阴极产物
阳极产物
2NLaOGCOl+2H2O 电解 2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑
探秘电解时离子的放电顺序
【小组合作实验】
1.每组选出记录员、板书展示员和口头展示员各一名。
HCl CuCl2 NaCl
CuSO4
电解
2HCl== Cl2 ↑+ H2 ↑
电解
CuCl2== Cl2 ↑+ Cu
电解
2NaCl+2H2O 2NaOH + H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
2CuSO4 +2H2O == 2Cu+O2↑ +2H2SO4
溶液变化 PH
减小 增大 不变
增大 增大
增大
减小
我比较
温 2.请按导学设计中的实验操作步骤,组装仪器,
馨
连接电路。认真观察实验现象,并做记录。
人教版化学选修四第四章第三节电解池(共13张PPT)
加酚酞溶液变红
实验装置
2.电镀
(1).
定义
利用电解原理在某些金属的表面镀上 一薄层其它金属或合金的过程。
(2). 电镀材料的选择
阴极——镀件 阳极——镀层金属
电镀液——含有镀层金属离子的溶液
(3).电极反应式
阴极:Cu2++ 2e- = Cu
阳极: Cu - 2e- = Cu2+ (4).电镀的特点
择决定命运,环境造就人生!
电解
==MgLeabharlann +Cl2↑
(3)制取金属铝
电解熔融氧化铝
阳极: 6O2- - 12e- = 3O2↑
阴极: 4Al3+ + 12e- = 4Al
总反应:
电解
2Al2O3 ==
4Al
+
3O2↑
小结:电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
电镀池
电解精炼池
定义
将电能转变成化学能 的装置。
应用电解原理在某些 金属表面镀上一层其 它金属的装置。
①阳极本身参加电极反应 ②电解质溶液的浓度保持不变
3、粗铜的电解精炼
-+
以粗铜为阳极,以纯铜 纯铜
粗铜
为阴极, 以CuSO4溶液 为电解液进行电解
阳极: Zn Zn-2e- = Zn2+
Fe Ni
Fe -2e- = Ni -2e- =
Fe2+ Ni2+
CuSO4溶液
阳极泥: 相对不活泼的金
Cu Cu-2e- = Cu2+ 属以单质的形式沉积在电
离子放电顺序:
阳离子 H+ > Na+ 阴离子 Cl- > OH-
电解池知识点
第三节 电解池1.电解(1)定义:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
在此过程中,电能转化为化学能。
(2)特点:①电解是不可逆的;②电解质导电一定发生化学变化。
2.电解池(1)概念:电解池是把电能转化为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件 ①有与电源相连的两个电极。
②两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。
③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例:总反应方程式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑。
(4)电解池中电子和离子的移动方向①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.电解产物的判断及有关反应式的书写(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H +和OH -)。
(3)排出阴、阳两极的放电顺序4.电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:电解反应离子方程式书写: 稀溶液中离子放电顺序: 阳离子放电顺序Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(指酸电离的)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H 2O>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阴离子的放电顺序是惰性电极时:活性金属>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->H2O>NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
第三章第三节电解池
负极 正极
阳极 阴极
原电池
电解池
练习题
2.分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。
1、3、5
6、7
3.写出下列装置的电极反应,并标明氧化反应还原反 应
Fe
Cu
Fe
Cu
氯化铜
A
溶液
Cu
C
氯化钠
溶液 B
C
Cu
氯化铜溶液
C
氯化铜溶液
D
电解池与原电池比较
装置
原电池
电解池
装置 实例
定义
将化学能 转变成电能的装置
电解的 电解液 类型 浓度
电解水
增大
电解电解质 减小 放出H2生成碱 生成新物质 放出O2生成酸 生成新物质
溶液 pH值
减小
增大 不变
复原 方法
加H2O
增大 通入HCl 增大 通入HCl
减小 加入CuO
电解规律(惰性电极)小结
Ⅰ
Ⅱ
阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
6.离子定向移动的方向:
阳离子向阴极移动,
阴离子向阳极移动。 7.电极材料:
惰性电极:C、Pt、Au不发生反应,只起导电作用 活性电极:Ag及以前金属,作阳极则失电子
8.电解质在水溶液中放电规律
阴极:阳离子(氧化性强的离子先放电) 水电离产生
时浓度极小
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸电离)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
高中化学-第三节 电解池
电解时离子放电顺序
1、阴极:阳离子放电,金属活动顺序的 顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+ >Zn2+ >H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
得电子能力(氧化性)强的阳离子先放电
2、阳极:
(1)若阳极材料为活性电极---金属电极(除Pt 、Au、 外),则阳极电极反应为金属失电子
C2-uSO4 = Cu2++ SO4 阴极: H+ < Cu2+
H2O
H++OH- 阳极:OH- > SO4 2-
②、然后写电极反应式 :阴极: 2Cu2++4e=
阳极: 42OCHu - -4e=O2↑+2H2O
③、最后判断反应物和生成物,写出总方程式;
2Cu2++2H2O 电解 2Cu+O2↑+4H+ (电解离子方程式)
4H++O2 ↑+4Ag
反应物是银离子和氢氧根离子(水和硫酸银),
生成物是氧气,银和硫酸,电解水和溶质型
17
阳极: 阴极:
总反应:
C
C
熔融NaCl
四、电解质溶液发生电解的类型(惰性电极)
1.电解溶质型
例:CuCl2 HCl 2.电解水型
例:NaOH H2SO4 Na2SO4 3.放氢生碱型
例:NaCl KBr 4.放氧生酸型
考点.电解池和原电池的计算
电解池演示课件PPT人教版PPT
⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式是
Zn -2e-=Zn2+
⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电
当电路中有0.01mol电子通过时,阴极增重 0.32 g
,
Cu2+ +2e-=Cu
阴极上的电极反应式是
。
电解池演示课件PPT人教版PPT(优秀 课件)
1.下列说法或实验现象的描述不正确的是( 电解池演示课件PPT人教版PPT(优秀课件)
A.加入适量的6mol/L的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的氯化钠溶液
3.用石墨作电极,电解1mol/L下列物质的溶液,溶液的PH值保
持不变的是( )。
A.HCl B.NaOH
C.Na2SO4
D.NaCl
4.下列关于铜电极的叙述,正确的是( )。
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时,铜作阳极
第三节 电解池
一、电解原理:
1.电解:使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两 极引发氧化还原反应的过程。
(可为自发也可为非自发)
2.电解池:将电能转变为化学能的装置。 +
3.构成电解池的条件: C ①直流电源;
-
C
②两个电极(可相同也可不同); ③电解质溶液; ④形成闭合回路。
CuCl2溶液
4.电极名称及反应类型:
a电源b
–+
Pt
Cu a
b
CuSO4溶 液
电解池演示课件PPT人教版PPT(优秀 课件)
NaCl和酚酞溶 液
电解池演示课件PPT人教版PPT(优秀 课件)
例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电
高中化学第四章第三节电解池第2课时课件新人教选修4.ppt
H2SO4 NaOH
Na2SO4
减小
阳极:4OH- + 4e- = O2+2H2O增大 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑
不变
HCl
阳极:2Cl- + 2e- = Cl2↑ 阴极:2H++2e- = H2↑
增大
CuCl2
阳极:2Cl- + 2e- = Cl2↑ 阴极:Cu2++2e- = Cu↓
K+ 2、阴离子放电(失电子)顺序:还原性
金属> S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (水)>
含氧酸除根P(tN、O3A-、u SO42– 等) > F-
注意:若阳极是活性电极(石墨、金、铂之外)阳极本 身失去电子被氧化,阴离子不在阳极放电;若阳极是惰 性电极,还原性强的阴离子在阳极放电,阴极材料不发 生任何变化。
(复习回顾) 一、电解: 电流通过电解质溶液(或熔融电解质)
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的 过程。
理解:电解质溶液导电的过程就是 电解过程。 电解是非自发地将 电 能转化为 化学 能。
1、电解池(槽):电能转化为化学能的装置。
2、构成电解池的条件:
(1)直流电源(2)两个电极;
(3)电解质溶液或熔融的电解质; (4)闭合回路。
放电 次序
一、电解原理
4.放电能力
阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。
离子得失电子的能力 影响离子放电的因素:
离子的浓度
4、离子放电顺序:
1、阳离子放电(得电子)顺序:氧化性 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(水) > Pb2+ >
选修四第四章 第三节 电解池
第四章 第三节 电解池(第1课时)实验导入电解CuCl 2溶液①通电前,CuCl 2溶液中存在的阳离子有 ,阴离子有 , 这些离子来自于 和 ②通电后,阳离子移向 ,阴离子移向 。
两支电极上发生的反应为:阳极: 。
反应类型: 反应。
阴极: 。
反应类型: 反应。
总反应式: 。
知识点一:一、电解原理1、电解:使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。
电解池: 的装置。
构成电解池的条件:I 、 。
II 、 。
III 。
电解池的两极阳极与 相连,在阳极上发生 反应。
阴极与 相连,在阴极上发生 反应。
电解质溶液导电的实质电解质溶液导电的过程,就是 的过程,就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
原电池和电解池有何区别?CuCl 2溶液稀H 2SO 4稀H 2SO 4 稀H 2SO 4稀H 2SO 4 练一练:1、判断下列装置是否属于电解池:2、原电池与电解池的比较装置类别原电池 电解池举例(图)电极名称反应类型能量转变 反应是否自发进行知识点二、离子的放电阴极上:由于阴极上要 电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
因此阴极上氧化性强的离子得电子。
金属越不活泼,对应阳离子氧化性越,越得电子。
离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
小结:质量增加,或有氢气产生的电极一定是极。
阳极上:电解池中阳极上要电子,而与溶液中的都可失电子,因此阳极上的电极反应与有关。
由于一般的比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是失去电子。
《_第三节_电解池》第一课时PPT课件
D 电解质的导电过程实质上是电解过程
练一练
3、下列说法错误的是(
C)
A 由电能转化为化学能的装置叫电解池 B 在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解 池的阳极 C 在电解池中通电时,电子从电解池的阴极流出,
并沿导线流回电源的负极
D 电解池中阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应
练一练
4、下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为 石墨电极。则下列有关的判断正确的是( C )
+
-
A a为负极、b为正极 B a为阳极、b为阴极 阳极 C 电解过程中,d电极质量增加 D 电解过程中,氯离子浓度不变
阴极
本节小结 课后作业
探究实验
如图所示,将两根石墨棒插入盛有CuCl2溶液的U 型管中通电,观察现象。
探究实验
现象: 两级产物:
与电源负极相连的 碳棒覆盖有一层红色物 与电源负极相连-Cu Cl2 质。 与电源正极相连的 与电源正极相连-Cl2 碳棒表面出现小气泡, 湿润的淀粉KI试纸变蓝。 电解
CuCl2 ==Cu+Cl2↑
2:在通电时这些微粒各向什么区移动?
Cu2+ H+向阴极区移动; Cl- OH-向阳极区移动
3:为什么阴极产生的是铜而不是氢气? 阳极产生的是氯气而不是氧气? 放电顺序不同
电 金属电极 金属活性电极 解 本身放电 质 阳极 为什么阴极产生的是铜而不是氢气?阳 在 极产生的是氯气而不是氧气? 惰性电极(C、Pt、Au) 水 金属电极> S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F溶 溶液中还原性强的离子先失电子 液 中 阴极 (阴极材料不参加反应) 放 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水) 电 >Al3+>Na+>Ca 2+ > K+ 规 金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强,越容易 律 得电子。
第三节电解池
第四章第三节电解池教学目标:1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法2.了解氯碱工业,电镀,电冶金的原理3.掌握电解电极反应式的书写。
教学重点:电解原理及应用教学过程:我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。
化学能也能转变为电能,用原电池装置。
今天这节课我们来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池一、电解原理[讲]:首先我们来比较金属导电和电解质溶液导电的区别。
[过渡]:电解质溶液导电的实质是什么呢?一起看实验。
[实验]:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
[讲]:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连惰性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又可参与氧化还原反应(Cu/Ag)问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化[讲]:即在电极上分别发生了氧化和还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )阳极:2Cl- -2e-=Cl2(氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总电解方程式:___________________放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质溶液导电的过程,就是电解质溶液的电解过程。
电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?电源、电极、电解质溶液构成闭合回路。
[思考]:电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?4.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电[问]:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,而不能加食盐原因何在?[练习]:写出电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液的电极反应式。
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②、然后写电极反式 : 阳极:4OH- -4e-=O2↑+2H2O
( 或2H2O-4e-=O2↑+4H+ ) 阴极: 2Cu2++4e-=2Cu
③、最后使得失数相等,两极半反应相加得总方程式;
2Cu2++2H2O 电解 2Cu+O2↑+4H+ (电解离子方程式) 或 2CuSO4+2H2O 电解2Cu+O2↑+2H2SO4(电解化学方程式)
问:电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化?
3、电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段,所以电解 法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像 Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属,电解法几乎 是唯一可行的工业方法。
(1)钠的冶炼 ——电解熔融的NaCl
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2Na++2e-=2Na 总反应:
酸型 的含氧酸盐 CuSO4阴极:2Cu2++4e- = 2Cu
CuO
练习
1、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 (A)
CuSO4溶液 (B)
CuSO4溶液 (C)
练习
2、如图所示装置,指出A、B池的名称、电极 名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
思考交流
试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
(提示:比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物)
小结
1、电源、电极、电极反应、离子流向的关系
4.为下图所示装置中,a、b都是惰性电极,
通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下
列说法正确的是
A.X是正极,Y是负极
AC
B.X是负极,Y是正极
C.CuSO4溶液的pH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的pH值不变 •X Y •
Pt
Cu
a
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
二、电解原理的应用
1.电解食盐水
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成 氯化物合成
农药
有机合成、造纸 玻璃、肥皂 纺织、印染
2. 电镀
电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上 一薄层其他金属或合金的方法。它是电解原理的又一 重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈 抗腐能力。例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁 有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生 腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属, 如锌、铜、铬、镍等。
能量转化
化学能→ 电能
电能→化学能
练 1、当用铜做电极电解氯化铜溶液时,在阳 极的产物是
A、Cu B、Cl2 C、O2 D、 Cu2+
2、符合电解原理的是:①电解是把化学能转变 为电能 ②电解质溶液导电是化学变化,金 属导电是物理变化 ③不能自发进行的氧化 还原反应,通过电解原理可以实现 ④原电 池的负极与电解池的阳极发生的都是氧化反 应⑤ 电解时电子从电源负极沿导线流入电 解池阴极经电解质溶液流到阳极
OH-没有放电
6.放电顺序:
重点
要判断电极反应的产物,必须掌握离子的放电顺序。
阳极:还原性强的阴离子先失电子
活性电极(除Pt、Au) > S 2->I ->Br ->Cl -
>OH ->含氧酸根离子(NO3 -、SO42-等) >F-
阴极:氧化性强的阳离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)
平遥三中 郭恒梅
研1
1、什么是电解? 2、什么是电解池? 3、构成电解池的条件? 4、什么是放电? 5、电解池的工作原理?
电解池
原电池
电解池装置的构成要素
①直流电源; ②两个电极; ③电解质溶液
(或熔融态); ④形成闭合回路。
原电池装置的构成要素
①两个失电子能力不同 的电极;
②电解质溶液(或熔融态); ③形成闭合回路。
A、生产设备名称:离子交换膜电解槽 阴极:碳钢 阳极:钛
阳离子交换膜:只允许阳离子通过(Cl-、 OH-离子和气体不能通过),把电解槽隔 成阴极室和阳极室。
B、离子交换膜的作用: a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸; b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ,而影响
氢氧化钠的产量。
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
增大
H2O HCl
解质型 不活泼金属
的无氧酸盐
CuCl2
阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极:Cu2++2e- = Cu
CuCl2
放氢生 活泼金属的 碱型 无氧酸盐 NaCl
阳极:2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极:2H++2e- =H2↑
增大 HCl
放氧生 不活泼金属
阳极:4OH- - 4e- =O2↑+2H2O减小
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
2、铝的冶炼 ——电解熔融的Al2O3
阴极:
4Al3++12e-=4Al
烟罩
阳极:
6O2--12e-=3O2↑
总反应: 2Al2O3(熔融) =电4Al+3O2↑
阳极C 阴极C 钢壳
电解质 熔融态铝
钢导电棒
耐火材料
助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期铝补电充解槽
研2 实验4-2 CuCl2 = Cu2++2Cl— H2O H+ + OH— (1)通电前,氯化铜溶液里主要 存在哪些离子?这些离子的运 动情况怎样?
(2)通电后,这些离子的运动情 况有什么改变?
(3)当离子定向运动到电极表面 上时,发生了什么变化?
实验微观解释
①通电前:CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-, Cu2+、Cl-为自由移动的离子;
思考:
(1)通电前,饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况 怎样? (2)在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料,为什么? (3)通电后,溶液中的离子运动发生了什么变化? (4)通电后,溶液中的在阴、阳两极放电的是什么离子? (5)电解后,在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么?怎样初 步检验两极产物的生成?
>Pb2+ > Sn2+ >Fe2+>Zn2+ (浓度大时先于 H+放电) >(H+)水 > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
注意:水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+不放电
思考:
若以铜为阳极,铁为阴极,电解
氯化铜溶液,情况又如何?
阳极:Cu-2e-=Cu2+
阴极:Cu2++2e- =Cu
阳极:湿润的淀粉-KI试纸 阴极:酚酞试液
(1)电解饱和食盐水实验
观察到的现象:
实验装置
阳极: 放出有刺激性气味的气体,
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
阴极2C:l—-2e—=Cl2↑
放出无色、无味气体,附 近溶液变红
2H++2e—=H2↑
2NaCl+2H2O 通电 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
电解质溶液用惰性电极电解的示例:
电解 类型
举例 物质类别 实例
电极反应
溶液 PH 溶液复 变化 原方法
电解 水型
含氧酸
强碱
活泼金属的 含氧酸盐
电解电 无氧酸
H2SO4 NaOH
阳极:4OH--4e-=O2+2H2O 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑Leabharlann 减小 增大Na2SO4
不变
HCl
阳极:2Cl- - 2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e- = H2↑
Cl- Cl- Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Cl-
2.外加电流的作用是这种化学变化的根本动 Ⅱ通电后 力。
实验现象:
阳极 Cl2
(1)与电源正极相连的碳棒有 气泡产生,且有刺激 性气味,能 使湿润的KI-淀粉试纸变蓝
阴极 Cu
(2)与电源负极相连的碳棒上 有红色的固体析出
思考:H+、OH-也定向移动了,为什么H+和
①电极: 阳极——镀层金属
铁
铜
片
片
阴极——待镀金属制品
硫酸铜溶液
②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小
铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种
粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的
导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
复习 G
写出电极反应、电池总反应。 Zn
Cu
负:Zn – 2e- = Zn2+ 正:Cu2+ + 2e- = Cu 总:Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu
CuCl2溶液
思考:若把两根石墨棒作电极插 C
C
入CuCl2 溶液中,外接直流电源, 这还是原电池装置吗?
CuCl2溶液