新人教版化学选修4第四章第三节《电解池》

〖复习回顾〗
问一问：原电池的 电极如何判断?
正极 较不活泼金属 较活泼金属 或非金属 电子流出 电子流入 氧化反应 还原反应 负极
Zn
e－
e－ Cu
CuCl2溶液
原电池：将化学能转变为电能的装置。
〖复习回顾〗
G
写一写：原电池的 电极反应式?
Zn
Cu
负极： Zn – 2e- = Zn2+ 正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu CuCl2溶液 电池总反应： Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化
阳极： ①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。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶 液中阴离子的放电顺序是：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 >SO42-(等含氧酸根离子）>F2014/9/30 16
【思考11】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。
CuCl2溶液
【思考3】在电解过程中，电子、离子 是如何形成闭合回路的？
电子的流向: 电子从外加电 源的负极流出，流到电解 e－ 阴极 池的阴极，再从阳极流回 电源正极。（注意：电子 C 只在外电路定向移动，不 能从溶液中移动） 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。
e－ 阳极 C
阳极 C
【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？ 变小 【思考7】若要使电解质溶液复原，怎么办？ 加CuCl2溶液 【思考8】什么叫放电？
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是 H+和OH-？
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
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）
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
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
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 ↑
电解
【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
【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？
７、离子放电顺序： 阴极 : 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。阳离子在阴极 上放电顺序（即得e-）是：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离） >Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na +>Ca2+>K+
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
2014/9/30
1
〖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
Zn
e－
e－ Cu
CuCl2溶液
原电池：将化学能转变为电能的装置。
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？
联想*质疑
CCBiblioteka 如果把两根石墨棒作电极插入 CuCl2 溶液中，外接直流电源， CuCl2溶液 这还是原电池装置吗？
一、电解原理（以电解氯化铜为例） 实验4-2：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液 现象： 阴极 阴极：碳棒上有一层红色 阳极 的物质析出 ——铜 氯 有气泡，气体有刺 铜 阳极： 气 CuCl 溶液 激性气味，并能使 湿润的 KI-淀 粉试纸变蓝 ——Cl2