高中化学选修四-第四章第三节《电解池》课件完整版(人教版选修4)

CuCl2溶液
【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？
5、电解质溶液导电的实质
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。 【思考5】如何书写电极反应方程式和总方程式？
8.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，
电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的 pH值均减小，而在①和④两极，电极产物 的物质的量之比为1︰2的是
D
甲
• A B • 甲 KOH H2SO4 • 乙 CuSO4 AgNO3
乙
C D Na2SO4 CuSO4 HCl HNO3
9.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 AC A．X是正极，Y是负极 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
【思考13】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。
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） 氯 - -2e- = Cl ↑ 阳极：2Cl 2 气 （还原反应） 总式： 2NaCl 电解 2Na+Cl2 ↑
CuCl2溶液 CuCl2溶液 惰性电极(铂、金、石墨)： ——仅仅导电，不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属)： ——既可以导电、又可以参与电极反应
【思考2】形成电解池的条件是什么？
4、形成电解池的条件
e－ ⑴与电源相连的两个电极 阴极 C
e－ 阳极 C
⑵电解质溶液或熔化的 电解质 ⑶形成闭合回路
小结1：分析电解反应(用惰性电极时) 的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、 还原性强弱判断反应的离子先后， 最后分析得出产物
【思考15】电解与电离有哪些异同呢？
小结2：电解与电离比较：
条件
电 离 电解质溶于水或 受热融化状态 电 解 电解质电离后， 再通直流电
•X Y • a Pt
Cu
b
CuSO4溶液
+
2e- =H
2↑
减小
增 大
加 HCl
2NaCl+2H2O
电解
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
阳极
阴极
氧 气
铜
CuSO4溶液
实例 电极反应 浓度 PH值 CuSO4 阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑ 阴极：Cu2++ 2e- = Cu 减小 减小
复原 加 CuO
2CuSO4+ 2H2O
AgNO3
（D）
Cu Ag Cu C
Pt
Pt
（A）
AgNO3
CuSO4
（B）
（C）
NaHSO4
7.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关 叙述正确的是 B A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑ C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电 极均参加了反应 D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
【思考1】电解池的两极是怎样确定的？
３、两个电极及电极反应
⑴、两个电极的确定及电极反应
e－ 阴极 C
e－
阳极 C
CuCl2溶液 阴极：与电源负极相连——电子流进——还原反应 阳极：与电源正极相连——电子流出——氧化反应
⑵、两个电极的类型： 惰性电极与活性电极
阴极 C 阳极 C 阴极 Cu 阳极 Cu
2
结论： CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化，分解生成了Cu和Cl2
实验分析：
电解氯化铜溶液微观模拟
第三节
电解池
一、电解原理 使电流通过电解质溶液而在阴、 1、电解： 阳两极引起氧化还原反应的过程。
注意：①电流必须是直流而不是交流。
②熔融态的电解质也能被电解。 2、电解池（电解槽）： 把电能转化为化学能的装置
【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？
７、离子放电顺序： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电 阴极: 极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离 子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 不同时按（H+）
小结3：原电池与电解池的比较:
电解池 能量转换
离子的迁移 方向 发生氧化反应 的电极 电能转化为化学能 阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移
原电池
化学能转化为电能 阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移 负极
阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）
不自发
发生还原反应 的电极
反应能否自发
正极
自发
相同点 (从原理分析)
人教版选修4 ·化学反应原理
第四章
电化学基础
第三节
电解池
恩施高中老祁
〖复习回顾〗
想一想：构成原电 池的条件是什么?
⑴两个活性不同的电极 ⑵电解质溶液(一般与活泼性强 的电极能发生氧化还原反应) ⑶形成闭合回路 (4)自发进行的氧化还原反应
e－
Zn
e－ Cu
CuCl2溶液
原电池：将化学能转变为电能的装置。
阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电
６、电极反应式的书写： （以电解CuCl2 为例）
e－ 阴极
e－
C 阴极：Cu2++2e-＝Cu 还原反应 阳极：2Cl- -2e- ＝Cl2 ↑ 氧化反应 电解 总反应式： CuCl2 Cu+Cl2 ↑ 通式： CuCl2溶液 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）
都是氧化还原反应
【思考17】电解池有什么规律？
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____。
电解
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解规律（惰性电极）小结
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 Ⅱ与Ⅳ区：电解水型
如CuCl2 、HCl等
如NaCl、KI等 如CuSO4、AgNO3等
如Na2SO4、H2SO4 、NaOH等
电解质溶液用惰性电极电解的示例： 溶液 PH 电极反应 变化 减小 含氧酸 H2SO4 电 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑ 增大 强碱 NaOH 解水 阳极:4OH-－4e-=O2↑+2H2O 型 活泼金属的Na2SO4 不变 含氧酸盐 举例 电解 类型 物质类别 实例 溶液 复原 方法
练习
• 4、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)
练习
• 5、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。
6.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液
PH值的变化。 Fe Ag
阴阳离子定向移动， 过 电解质电离成为自 在两极上失得电子成 由移动的离子例： 为原子或分子。如： 2++2ClCuCl2=Cu 通电 程 CuCl2==Cu+Cl2↑ 发生氧化还原反应 只产生自由移动 特点 的离子 生成了新物质 联系 电解必须建立在电离的基础上
【思考16】电解池与原电池有哪些异同呢？
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。
电极反应
阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
Na2SO4
阴极: 4H ++ 4↑ + O2 ↑
不 变
加 H2O
阳极
阴极
氯 气
NaCl溶液
氢 气 浓度 PH 值 复原
实例
电极反应 阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑