第一课时电解原理.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电化学基础,第三节：电解池,第一课时,思考回忆,1,、,电,解质是指在,_,能够导电的化合物。,2,、,电,离是指电解质在,_ _,或,_,状态下离解成,_,的过程。,3,、原,电,池是,_,的装置。,4,、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,把化学能转化为电能,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、,自发发生氧化还原反应,G,Zn,Cu,C,C,CuCl,2,溶液,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：,Zn 2e,-,=Zn,2+,正极：,Cu,2+,2e,-,=Cu,电池总反应：,Zn+CuCl,2,=ZnCl,2,+Cu,CuCl,2,溶液,问题：如果把两根石墨棒作电极插入,CuCl,2,溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？,原电池是把化学能转变成电能的装置。,探究实验,1,甲,实验步骤,如图,甲,所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有,CuCl,2,溶液的,U,型管中，观察现象,。,实验现象,结论,无 现 象,没有且不能自发发生原电池反应,甲装置不满足构成原电池的条件,分析原因,:,探究,实验,2,如图所示，将两根石墨棒分别跟,直流电源,的正极和负极连接，浸入盛有,CuCl,2,溶液的烧杯中，再接通,12V,直流电,观察现象。,约,3,5min,后切断电源。,C,C,Cu,Cl,2,阴极,阳极,CuCl,2,溶液,Cu,2+,oooooooooooooooooooo,阴极,阳极,Cu,Cl,2,ooooooooooooooooooooooo,电解氯化铜溶液实验装置,e,-,e,-,单击电子流动,【,实验,42】,实验现象及结论：,与电源负极相连的碳棒有一层红色的,铜,生成。,发生还原反应,阴极,。,与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是,氯气,。,发生氧化反应,阳极。,反应式：,CuCl,2,Cu+Cl,2,C,C,CuCl,2,溶液,Cu,Cl,2,阴极,阳极,整个装置就是电解池。,实验结果交流,实验记录,实验现象,产物验证,产物确定,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使淀粉碘化钾试纸变蓝,阴极,阳极,离子移动,通电前：,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,，,Cu,2+,、,Cl,为自由移动的离子；,通电后：,Cu,2+,移向阴极，,Cl,移向阳极；,电极反应：,2Cl,2e,=Cl,2,（氧化反应）,Cu,2+,2e,=Cu,（还原反应）,总反应式：,CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,通电前,阴极,阳极,通电后,实验现象解释,阳极：,阴极：,向氯化铜溶液中通入直流电,A,：理论先行,思考,1,：氯化铜溶液中含有哪些微粒,?,思考,2,：在通电时这些微粒各向什么区,移动,？,思考,3,：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？,阳离子：,Cu,2+,H,+,阴离子：,Cl,-,OH,-,Cu,2+,H,+,向阴极区移动,；,Cl,-,OH,-,向阳极区移动,Cl,-,Cl,2,OH,-,O,2,H,2,O H,+,+OH,-,CuCl,2,Cu,2+,+2Cl,-,阴极区：,Cu,2+,Cu H,+,H,2,阳极区：,向氯化铜溶液中通入直流电,B:,实践检验,实验,:,将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入,U,型管的,CuCl,2,溶液中，再接通,12V,直流电,观察现象。约,3,5min,后切断电源。,现象,阳极,-,有气泡产生,O,2,?Cl,2,?,如何,检验,?,阴极,-,有红色的固体,Cu,解释,阳极,-,阴极,-,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,Cu,2+,+2e,-,=Cu,2Cl,-,+Cu,2+,=Cl,2,+Cu,总反应式：,通电,微观,向氯化铜溶液中通入直流电,C:,归纳总结,1,、装置名称：,2,、电解本质：,阳极,（和原电池正极相连的一极）,：,发生氧化反应,阴极,（和原电池负极相连的一极）,：,发生还原反应,将电能转变为化学能的装置叫做,电解池或电解槽,3,、电解产物：,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,通电时离子和电子的移动方向,H,+,OH,-,电极电势高,电极电势低,H,2,O,2,+,H,2,O H,+,+OH,-,e,-,e,-,e,-,e,-,通电时离子和电子的移动方向,Cu,2,+,H+,OH-,Cl,-,电极电势高,电极电势低,+,电极产物反思,为什么不是氧气呢？,为什么不产生氢气呢？,说明：得失电子的能力不同,失电子能力：,Cl,-,OH,-,得电子能力：,Cu,2+,H,+,放电,能力,放电,次序,向氯化锌溶液中通入直流电,ZnCl,2,溶液,。,。,。,Zn,Cl,2,为什么不放出,H,2,？,Zn,2+,H,+,+,e,-,e,-,e,-,e,-,当,c(Zn,2+,),c(H,+,),时,Zn,2+,优先于,H,+,先得到电子,C:,科学总结,3,、电解,产物,：,（反思）,a,：决定于放电能力,阳离子,：,（在阴极）,Ag,+,Cu,2+,H,+,Fe,2,+,Zn,2+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,K,+,水电离产生时浓度极小,Zn,2+,阴离子,：,（在阳极）,S,2,-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,金属单质,(Pt,、,Au,除外,),b,：决定于离子浓度,(,实验事实,),例,以,石墨碳棒,为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。,(1)NaCl,溶液,:,(2)CuSO,4,溶液,:,阳极：,4,OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,(4H,2,O 4H,+,+4OH,-,),阴极：,2,Cu,2+,+4e,-,2,Cu,电解,总反应式：,2Cu,2+,+2H,2,O,Cu+O,2,+4H,+,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,(2H,2,O 2H,+,+2OH,-,),总反应方程式：,2Cl,-,+2H,2,O=Cl,2,+H,2,+2OH,-,电解,【,方法小结,】,1,、溶液中哪些微粒？,2,、阳极区有哪些离子？,阴极区又有哪些离子？,3,、哪个离子先放电？,想一想，,H,+,应该在哪一极生成？,OH,-,在哪一极？,结一结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,阴、阳离子流向：,异性相吸（阴离子向阳极）,电子流向：,电子从,负极,流向,阴极,，通过溶液中离子的,定向移动，再从,阳极,流回,正极,Cu,2+,oooooooooooooooooooo,阴极,阳极,Cu,Cl,2,ooooooooooooooooooooooo,电解氯化铜溶液实验装置,e,-,e,-,单击电子流动,电解池中离子和电子的移动方向,阳极气体的检验,O,2,的检验,Cl,2,的检验,（黄绿色）,（变蓝）,（下层呈紫色）,（复燃）,带火星的木条,看气体颜色,湿润的淀粉碘化钾试纸,气体通入碘化钾溶液后用四氯化碳 萃取,此法较为简捷方便,氢气,氧气,电解,电解水：,2 H,2,O 2 H,2,O,2,+,原理分析,-,我们来一起想一想,1,、纯水中有哪些微粒？,2,、在接通电源时，哪极,电势高,，微粒如何运动？,3,、,H,2,是怎么产生的？,O,2,又会是如何产生的？,H,+,、,OH,-,、,H,2,O,H,+,向负极移动、,OH,-,向正极移动。,H,+,H,2,OH,-,O,2,实质,2H,+,+2e,-,=H,2,4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,（发生还原反应,-,阴极）,（发生氧化反应,-,阳极）,H,2,O H,+,+OH,-,微观,1.,电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起,氧化还原反应,的过程。,3.,构成电解池的条件：,直流电源；,与电源,负极,相连的电极为,阴极,与电源,正极,相连的电极为,阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,闭合电路,2.,电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,4,、电解本质：,阳极,（和原电池正极相连）,：,发生氧化反应,阴极,（和原电池负极相连）,：,发生还原反应,5,、,电解质溶液导电的实质：,电解质溶液导电的过程就是电解过程。,6,、,电解是最强有力的氧化还原手段，能,使,不能自发反应的反应,发生,。,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,失去电子，发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,得到电子，发生还原反应,7,、阴阳极判断,发生氧化反应,阴离子移向,电源正极,(,阳极,),电源负极,(,阴极,),发生还原反应,阳离子移向,离子放电：,阴,离子,失,电子、,阳,离子,得,电子的过程。,放电顺序：,阴极：氧化性强的离子先得电子,活性阳极,S,2,I,Br,Cl,OH,(,水,),含氧酸根离子,阳极：还原性强的离子先失电子,Ag,+,Hg,2+,Fe3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Fe,2+,Na,+,Ca,2+,K,+,二、电解质在水溶液中,放电规律,除,Pt,、,Au,、石墨外的金属电极,1.,分析溶液中存在的,所有离子,（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。,2.,根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）,3.,由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（,弱电解质的须保持,分子形式,）,写电极反应,【,方法小结,】,例,以,石墨碳棒,为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。,(1)NaCl,溶液,:,(2)CuSO,4,溶液,:,想一想、做做看,阳极：,4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,(4H,2,O 4H,+,+4OH,-,),阴极：,2Cu,2+,+4e,-,2Cu,电解,总反应式：,2Cu,2+,+2H,2,O,Cu+O,2,+4H,+,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,(2H,2,O 2H,+,+2OH,-,),总反应方程式：,2Cl,-,+2H,2,O=Cl,2,+H,2,+2OH,-,电解,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。,AgNO,3,溶液,小试牛刀,!,阳极：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,(4H,2,O=4H,+,+4OH,-,）,阴极：,4Ag,+,+4e,-,=4Ag,总反应式：,4Ag,+,+2H,2,O=4Ag +O,2,+4H,+,通电,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源,电解质溶液,形成闭合回路,活泼性不同的两电极,电解质溶液,形成闭合回路,形成条件,将,电能,转变成,化学能,的装置,将,化学能,转变成,电能,的装置,定义,装置,实例,电解池,原电池,装置,电解池与原电池有哪些异同,(,续,),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子,流向,阳极：,氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子,阴极：,还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：,氧化反应，金属失电子,正极：,还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极,反应,阳极：,与电源正极相连,阴极：,与电源负极相连,负极：,较活泼金属,正极：,较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极,名称,电解池,原电池,装置,负极 正极,导线,再见！,