人教版高中化学选修4化学反应原理电解池时.pptx

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,Click to edit Master title style,第四章 电化学基础,第三节 电解池,第,1,课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修,4,化学反应原理,2026/7/20 周一,1,第1页,氢气,氧气,电解,电解水：,2 H,2,O=2 H,2,O,2,+,_,电解原理,2026/7/20 周一,2,第2页,思索回想,1,、电解质是指在,_,能够导电化合物。,2,、电离是指电解质在,_,或,_,状态下离解成,_,过程。,3,、原电池是,_,装置。,4,、组成原电池条件是,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,电解原理,2026/7/20 周一,3,第3页,探究试验,1,试验步骤,如图所表示，将用导线连接在一起两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液U型管中，观察现象。,试验现象,结论,无 现 象,没有且不能自发发生原电池反应,甲装置不满足组成原电池条件,分析原因,:,电解原理,2026/7/20 周一,4,第4页,探究,试验,2,如图所表示，将两根石墨棒分别跟,直流电源,正极和负极连接，浸入盛有,CuCl,2,溶液烧杯中，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,电解原理,2026/7/20 周一,5,第5页,实践探究,1,、,向氯化铜溶液中通入直流电,A,：理论先行,思索,1,：氯化铜溶液中含有哪些微粒,?,思索,2,：在通电时这些微粒各向什么区,移动,？,思索,3,：,猜测在通电时在阳极和阴极各会发生什么样电极反应？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：,电解原理,2026/7/20 周一,6,第6页,试验结果交流,B.,试验统计,试验现象,产物验证,产物确定,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,不能使带火星木条复燃,使淀粉碘化钾试纸变蓝,氧气？,氢气？,阴极,阳极,电解原理,2026/7/20 周一,7,第7页,1.,电解：,使,直流电,经过电解质溶液而在阴、阳两极引发,氧化还原反应,过程，叫做电解。,3.,组成电解池条件：,直流电源；,阴极,:,与电源,负极,相连,氧化反应,阳极,:,与电源,正极,相连,还原反应,阴、阳,电极,电解质溶液或熔融电解质；,2.,电解池：,电能转变为化学能装置。,C,C,一、电解原理,形成闭合回路。,电解原理,2026/7/20 周一,8,第8页,阴离子失去电子，阳离子得到电子过程叫,放电,。,一、电解原理,影响离子放电原因：,离子得失电子能力,离子浓度,4.,放电,能力,电解原理,2026/7/20 周一,9,第9页,阴极：,氧化性强离子先得电子,金属越不活泼对应阳离子氧化性越强，越轻易得电子。,金属,S,2,I,Br,Cl,OH,NO,3,SO,4,2,F,阳极,：,还原性强离子先失电子,电解质在水溶液中,放电,次序,掌握,除,Pt,、,Au,Ag,+,Hg,2+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,浓度大时先于,H,+,放电,H,+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,Ca,2+,K,+,水中,H,+,先放电,电解原理,2026/7/20 周一,10,第10页,离子放电次序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子过程叫放电。,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，阴离子不轻易在电极上放电。,用惰性电极,(Pt,、,Au,、石墨、钛等,),时：,溶液中阴离子放电次序（由难到易）是：,S,2-,SO,3,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,NO,3,-,SO,4,2-,(,等含氧酸根离子）,F,-,阳极：,电解原理,2026/7/20 周一,11,第11页,离子放电次序：,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2,+,(,H,+,),Al,3+,Mg,2+,Na,+,Ca,+,K,+,注：当离子浓度相差较大时，放电次序要发生改变，相同时按,H,+,不一样时按（,H,+,）,不论是惰性电极还是活性电极都不参加电极反应，发生反应是溶液中阳离子。,阳离子在阴极上放电次序是：,阴极,:,电解原理,2026/7/20 周一,12,第12页,离子移动,通电前：,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,，,Cu,2+,、,Cl,为自由移动离子；,通电后：,Cu,2+,H,移向阴极，,Cl,OH,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,试验微观解释,阳极：,阴极：,电解原理,2026/7/20 周一,13,第13页,Cu,2+,oooooooooooooooooooo,阴极,阳极,Cu,Cl,2,ooooooooooooooooooooooo,电解氯化铜溶液试验装置,e,-,e,-,单击电子流动,电解池中离子和电子移动方向,电解原理,2026/7/20 周一,14,第14页,电子流向,:,电子从外加电源负极流出，流到电解池阴极，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，不参加反应,活性电极（除铂、金外金属）：,既能够导电、又能够参加电极反应,电解原理,2026/7/20 周一,15,第15页,结一结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,离子流向：,异性相吸,电子流向：,电子从,负极,流向,阴极,，经溶液离子,导电，再从,阳极,流回,正极,(,阳氧,),电解原理,2026/7/20 周一,16,第16页,思索,?,电解硫酸钠溶液中会有怎样结果：,H,2,O,H,+,+OH,Na,2,SO,4,2,Na,+,+SO,4,2,离子放电次序,阳离子,阴离子,H,+,Na,+,OH,SO,4,2,4OH,4e,2H,2,O+O,2,4H,+,+4e,2H,2,总反应：,2H,2,O,O,2,+2H,2,电解,阳极：,阴极：,电解原理,2026/7/20 周一,17,第17页,写电极反应,【,方法小结,】,1.,分析溶液中存在全部离子（包含水电离）、并分成阳离子组和阴离子组。,2.,依据放电规律，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必须保持分子形式,）,电解原理,2026/7/20 周一,18,第18页,例,以,石墨碳棒,为电极，请写出电解以下溶液时,在阴、阳两极上发生电极反应式及总化学方程式。,CuSO,4,溶液,:,想一想、做一做,阳极：,4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,或,(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,+,想一想，,H,+,应该在哪一极生成？,电解原理,2026/7/20 周一,19,第19页,例,以,石墨碳棒,为电极，请写出分别电解以下溶液时,在阴、阳两极上发生电极反应式及总化学方程式。,(1)NaCl,溶液,:,(2)CuSO,4,溶液,:,想一想、做一做,阳极：,4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,或,(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,或,(2H,2,O 2H,+,+2OH,-,),总反应方程式：,2Cl,-,+2H,2,O=Cl,2,+H,2,+2OH,-,电解,想一想，,H,+,应该在哪一极生成？,OH,-,在哪一极？,电解原理,2026/7/20 周一,20,第20页,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,活泼性不一样两电极,电解质溶液,形成闭合回路,形成条件,将电能转变成化学能装置,将化学能转变成电能装置,定义,装置,实例,电解池,原电池,装置,电解原理,2026/7/20 周一,21,第21页,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，溶液中阴离子失电子或电极金属失电子,阴极：,还原反应，溶液中阳离子得电子,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（或能导电非金属）,电极,名称,电解池,原电池,装置,负极 正极,导线,电解原理,2026/7/20 周一,22,第22页,练习：以石墨作电极，电解以下溶液，写出电极反应及电解总反应式。,AgNO,3,溶液,试一试,阳极：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,或,(4H,2,O=4H,+,+4OH,-,）,阴极：,4Ag,+,+4e,-,=4Ag,总反应式：,4Ag,+,+2H,2,O=4Ag+O,2,+4H,+,通电,电解原理,2026/7/20 周一,23,第23页,三、电解规律,(,用惰性电极电解时,),、,电解,含氧酸、强碱溶液、活泼金属含氧酸盐溶液,时，如电解,H,2,SO,4,、,HNO,3,、,NaOH,、,Na,2,SO,4,等溶液,阳极：,4OH,4e,2H,2,O+O,2,阴极：,4H,+,+4e,2H,2,总反应：,2H,2,O,O,2,+2H,2,电解,电解后溶液中溶质质量分数,，若要恢复,原来浓度，只需加入一定量,即可。,实质：电解水,比如：电解硫酸钠溶液,增大,水,电解原理,2026/7/20 周一,24,第24页,、电解,无氧酸溶液,(,氢氟酸除外,),、不活泼金属,无氧酸盐溶液,，如电解盐酸、,CuCl,2,溶液等,电解后溶液中溶质质量分数,，若要恢复,原来组成和浓度，需加入一定量,(,通入一,定量,HCl,气体,),阳极：,2Cl,2e,Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,H,2,总反应：,2HCl,Cl,2,+H,2,电解,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,电解原理,2026/7/20 周一,25,第25页,、电解,不活泼金属含氧酸盐,时，电解质和水都有一部分被电解，如电解,CuSO,4,溶液、,AgNO,3,溶液等。,阳极：,4OH,4e,2H,2,O+O,2,阴极：,2Cu,2+,+4e,2Cu,总反应：,2CuSO,4,+2H,2,O,2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,电解,电解后原溶液中溶质质量分数,减小,，若要恢,复原来组成和浓度，需加入一定量,金属氧化物,。,电解,CuSO,4,溶液,电解原理,2026/7/20 周一,26,第26页,、电解,活泼金属含氧酸盐溶液,时，电解质和水,都有一部分被电解，如电解,NaCl,溶液等。,电解后原溶液中溶质质量分数,减小,，若要恢,复原来组成和浓度，需通入一定量,HCl,。,阳极,(C),：,2Cl,2e,Cl,2,阴极,(C),：,2H,+,+2e,H,2,总反应：,2NaCl+2H,2,O,2NaOH+Cl,2,+H,2,电解,电解原理,2026/7/20 周一,27,第27页,电解规律（惰性电极）小结,阳极：,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,F,-,与,区电解本身型 如,CuCl,2,、,HCl,与,区：放氢生碱型 如,NaCl,与,区：放氧生酸型 如,CuSO,4,、,AgNO,3,与,区：电解水型 如,Na,2,SO,4,、,H,2,SO,4,、,NaOH,阴极：,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Fe,2+,Zn,2+,（,H+,）,Al,3+,Mg,2+,Na,+,电解原理,2026/7/20 周一,28,第28页,电解质溶液用惰性电极电解示例,：,电解,类型,举 例,电极反应,溶液PH,改变,溶液复原方法,物质类别,实例,仅溶剂,水电解,仅溶质,电解,溶质和,溶剂同,时电解,含氧酸,H,2,SO,4,强碱,NaOH,活泼金属含氧酸盐,Na,2,SO,4,无氧酸,HCl,阳极：,4OH,-,-4e,-,O,2,+2H,2,O,阴极：,4H,+,+4e,-,2H,2,减小,增大,不变,H,2,O,阳极：,2Cl,-,-2e-,Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,H,2,增大,HCl,不活泼金属无氧酸盐,CuCl,2,阳极：,2Cl,-,-2e,-,Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,Cu,降低,CuCl,2,活泼金属无氧酸盐,NaCl,阳极：,2Cl,-,-2e,-,Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,H,2,增大,HCl,不活泼金属含氧酸盐,CuSO,4,阳极：,4OH,-,-4e,-,O,2,+2H,2,O,阴极：,2Cu,2+,+4e,-,2Cu,减小,CuO,电解原理,2026/7/20 周一,29,第29页,Thanks,谢谢您观看！,2026/7/20 周一,30,第30页,