高中化学选修4课件--18电解池1

第四章电化学基础第三节电解池第一课时 有关电解金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。2 一、电解原理（以电解氯化钠为例）探究：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)阴极：有金属钠析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl3 ☆分析：通电前：分析熔融电解质中的离子情况阳离子：Na+阴离子：Cl-无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关（2）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应阴极：2Na++2e-=2Na还原反应总式：2NaCl2Na+Cl2↑通电4 电解: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。（强制性的氧化还原反应）电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。★构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源负极的为阴极，阴极送出电子强制发生还原反应接电源正极的为阳极，阳极收回电子强制发生氧化反应仔细理解个中含义，这是电解的关键！(3)电解质溶液或熔化的电解质5 电子的流向:由电源决定！电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子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.惰性电极与活性电极：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6 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阳极氯气铜CuCl2溶液7 实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况阳离子：H+、Cu2+阴离子：OH-、Cl-做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关8 （3）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳极：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应阴极：Cu2++2e-=Cu还原反应总式：（2）判断离子的放电顺序：阳离子：Cu2+>H+阴离子：Cl->OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：CuCl2溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2↑电解9 电解饱和食盐水反应原理思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源实验装置10 如果二支电极均用铁棒作电极，电解食盐水，阴阳极产物又如何？阴极产物不变！即表明阴极无论用什么材料对阴极产物没影响；那阳极呢？是OH-失电子?还是Cl-失电子?还是Fe失电子？仔细分析！ ★离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阳极：①金属材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，此时轮不到阴离子在电极上放电。？②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易原则）是：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->即便OH-微量时也轮不到NO3-、SO42-、F-这些离子放电（失电子）Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（大量）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>（微量）注：当离子浓度相差较大时，放电顺序可能要发生变化，在水溶液中这些离子Al3+、Mg2+、Na+、Ca+、K+永远也不会得电子？阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的只能是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：12牢记：放电顺序 ★电解规律！哪来规律？记住前边放电顺序就不需要这些所谓的规律了！阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu↓减小减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2↑电解Ⅰ、13 阳极阴极氧气氢气实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:4H++4e-=2H2↑变大不变加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑电解Ⅱ、14 阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大加HClNaCl溶液Ⅲ、15 实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-=Cu减小减小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解Ⅳ、16 电解规律（惰性电极）小结阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+17 （A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgZe1.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。巩固练习18 2.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B19 3.在下图所示装置中，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a•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC20 4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB21