1、第第1 1课时课时 电解电解原理原理 学习目标学习目标 1. 会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池 的电极反应式和总反应方程式。的电极反应式和总反应方程式。 2. 熟悉电解规律和电解产物的判断方法。熟悉电解规律和电解产物的判断方法。 1. 电解质电解质是指在是指在_能够导电的能够导电的 化合物。化合物。 2. 电离电离是指电解质在是指电解质在_或或_状状 态下离解成态下离解成_的过程。的过程。 3. 原电池原电池是是_ 的装置的装置 。 4. 构成构成原电池的条件原电池的条件是是 水溶液或熔融状态下水溶液或熔融状态下 水溶液水溶液 熔融熔融 自由移动
2、离子自由移动离子 把化学能转化为电能把化学能转化为电能 两个电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发发两个电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发发 生氧化还原反应生氧化还原反应 思考回忆思考回忆 探究实验探究实验 实验实验 步骤步骤 如图所示，将用导线连接在一起的两如图所示，将用导线连接在一起的两 根石墨碳棒插入盛有根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型型 管中，观察现象。管中，观察现象。 实验实验 现象现象 结论结论 无无 明显变化明显变化 没有且不能自发发生原电池反应没有且不能自发发生原电池反应 装置不满足构成原电池的条件装置不满足构成原电池的条件 分析原因分析原因: C C 【猜猜 想想
3、】 CuCl2溶液在导电（通电）时会不会发生化学反应？溶液在导电（通电）时会不会发生化学反应？ 阴极阴极 阳极阳极 CuCl2溶液溶液 实践探究实践探究 向氯化铜溶液中通入直流电向氯化铜溶液中通入直流电 理论先行理论先行 思考思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒? 思考思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？ 思考思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极：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？反应？产物可能是哪些？ 阳离子：阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：阴离子：Cl OH Cu2+ H+向阴极区
4、移动；向阴极区移动； Cl OH向阳向阳极区移动极区移动 Cl Cl2 OH O2 H2O H+ + OH CuCl2 Cu2+2Cl 阴极区：阴极区： Cu2+Cu H+H2 阳极区：阳极区： Cu2+ e- e- 电子流出电子流出 CuCu2 2+ +运动运动 ClCl- -运动运动 Cl- oooo oooo oooo oooo oooo oooooooooooo ooooooooooo Cl2 oooo oooo oooo oooo oooo oooooooooooo ooooooooooo Cl- ClCl- -运动运动 电子流入电子流入 Cu 通电前：通电前： CuCl2 = Cu
5、2+ 2Cl- H2O H+ + OH- 通电后：通电后： Cu2+ 、+移向阴极：移向阴极： 2Cl -2e = Cl2 Cu2+ + 2e = Cu Cl- 、OH-移向阳极：移向阳极： 总反应：总反应： 阳阳 极极 阴阴 极极 H+ H H+ + OH OH- - OH- CuCl2 Cu + Cl2 电解电解 阴极阴极 阳极阳极 电极电极 现象现象 电极电极 产物产物 电极电极 反应反应 反应反应 类型类型 实实 验验 探探 究究 有有红色红色物质析出。物质析出。 无无气泡产生。气泡产生。 有有气泡气泡产生，产生，该气体该气体可使润可使润 湿的湿的淀粉碘化淀粉碘化钾试纸钾试纸变蓝变蓝。
6、 Cu Cu2+ + 2e = Cu 还原反应还原反应 Cl2 2Cl- - 2e = Cl2 氧化反应氧化反应 CuCl2 Cu + Cl2 总反应总反应 电解电解 e- 阳阳 极极 阴阴 极极 构成电解池的条件是什么？构成电解池的条件是什么？ (1) 外接直流电源；外接直流电源； (2) 有两个电极；有两个电极； (3) 有有电解质溶液或电解质溶液或熔融态熔融态 的电解质的电解质； (4) 形成闭合回路。形成闭合回路。 + Cu2+ Cl- Cl- H+ OH- (阴极、阳极阴极、阳极) 电子流向电子流向 负极负极 阴极阴极 阳极阳极 正极正极 经经 导导 线线 e- 阳阳 极极 阴阴 极
7、极 Cu2+ e- e- 电子流出电子流出 Cl Cl 电子流入电子流入 H+ OH 经经 导导 线线 1.电解：电解： 使使直流电直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原氧化还原反应的过程，叫做电解。反应的过程，叫做电解。 3.构成电解池的条件：构成电解池的条件： 直流电源；直流电源； 电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质； 2.电解池：电解池： 电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。 电解电解原理原理 形成闭合回路。形成闭合回路。 碳碳 碳碳 阴极阴极 阳极阳极 阳极：阳极： 与电源正极相连；与电源正极相连； 阴离子移向该极，失电
8、子，发生氧化反应。阴离子移向该极，失电子，发生氧化反应。 阴极：阴极： 与电源负极相连，电子流入；与电源负极相连，电子流入； 阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。 碳碳 碳碳 阴极阴极 阳极阳极 电极反应式：电极反应式： 阴极：阴极： 阳极：阳极： 2Cl 2e = Cl2 Cu2+ + 2e = Cu 还原反应还原反应 氧化反应氧化反应 总反应：总反应： Cu2+ + 2Cl Cu + Cl2 电解电解 阴阴、阳、阳 电极电极 电子的流向电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解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。
9、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）（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离子定向移动的方向: 阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动, 阴离子阴离子向向 阳极阳极移动。移动。 与电源正极连 与电源正极连 +电源 电源-与电源负极连 与电源负极连 氧化反应氧化反应 还原还原反应反应 2Cl -2e=Cl2 阳极阳极 惰性电极惰性电极 阴极阴极 Cu2+2e =Cu 阴离子移向阴离子移向 CuCl2溶液 溶液 阳离子移 阳离子移向向 电 子 流 出 电 子 流 出 电 子 流 入 电 子 流 入 电解的工作原理：电解的工作原
10、理： 组成：组成： 两个电极、两个电极、 电解质溶液、电解质溶液、 直流电源直流电源 电极电极 阳极：阳极： 与外电源与外电源正极正极相连的电极，相连的电极，出出电子，电子，氧化氧化反应。反应。 阴极：阴极： 与外电源与外电源负极负极相连的电极，相连的电极，进进电子，电子，还原还原反应。反应。 惰性惰性电极：电极： C、Pt、Au 、Ti等，不论做阴极、等，不论做阴极、 阳极，阳极，本身都不反应本身都不反应。 活性活性电极：电极： Fe、Cu、Ag等等,做做阴极一般阴极一般本身本身不不 反应反应；做；做阳极阳极，本身，本身被氧化被氧化溶解。溶解。 电电 解解 池池 电极材料电极材料 电极产物反
11、思电极产物反思 为什么不是为什么不是 氧气呢？氧气呢？ 为什么不产为什么不产 生氢气呢？生氢气呢？ 说明：得失电子的能力不同说明：得失电子的能力不同 失电子能力：失电子能力： Cl-OH- 得电子能力：得电子能力： Cu2+H+ 放电放电 能力能力 放电放电 次序次序 4.电解池电极反应规律电解池电极反应规律 (1)阴极：得电子，还原反应阴极：得电子，还原反应 （一般）电极本身不参加反应（一般）电极本身不参加反应 一定是电解质溶液中阳离子“一定是电解质溶液中阳离子“争争”得”得电子电子 (2)阳极：失电子，氧化反应阳极：失电子，氧化反应 若为金属（非惰性）电极，电极失电子若为金属（非惰性）电极
12、，电极失电子 若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争争”失电子”失电子 离子放电顺序：离子放电顺序： 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳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。离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中阴离溶液中阴离 子的放电顺序（由难到易）是：子的放电顺序（由难到易）是： S 2-SO32-I Br Cl OH NO3 -SO42-(等含氧等含氧 酸根离子）酸根离子）F 阳极：阳极： Ag+Fe3+Cu2+H+(酸的溶
13、液酸的溶液)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ H+（水提供）（水提供） Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注注：电镀时通过控制条件，：电镀时通过控制条件， Fe2+和和Zn2+得电子得电子的的 能力能力强于强于H+ 无论无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，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。发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子阳离子在阴极上放电顺序是：在阴极上放电顺序是： 阴极阴极: 只在熔融状态下放电，在水溶液中永远不放电。只在熔融状态下放电，在水溶液中永远不放电。 实验：实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠 现
14、象：现象： 阳极阳极：有气泡，有刺激性：有气泡，有刺激性 气味，并能使气味，并能使 湿润的湿润的KI- 淀粉淀粉试纸变蓝（试纸变蓝（Cl2) 阴极阴极：有金属钠析出：有金属钠析出 阴极阴极 阳极阳极 氯氯 气气 钠钠 熔融熔融NaCl 电解过程不仅可以在电解质溶液中进行，也可以电解过程不仅可以在电解质溶液中进行，也可以 在熔融电解质中进行。在熔融电解质中进行。 实验分析：实验分析： 通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子：Na+ 阴离子阴离子：Cl 做无规则运动做无规则运动 通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1）确定电极名称：）确定电极
15、名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料与电极材料无关无关 （2）判断电极产物并书写电极反应）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离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl Cl2 + 2e 氧化反应氧化反应 阴极阴极：2Na+ +2e 2Na 还原反应还原反应 总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 电解电解 清楚离清楚离 子的移子的移 动趋向动趋向 比较离子的放电能力，然后比较离子的放电能力，然后 根据阴极还原、阳极氧化得根据阴极还原、阳极氧化得 出电极产物出电极产物 e- e- e- e
16、- e- 还还 原原 反反 应应 氧氧 化化 反反 应应 C 阳离子阳离子 明确电解质溶液中或明确电解质溶液中或 熔融态电解质中存在熔融态电解质中存在 的离子的离子 分分 析析 方方 法法 阴离子阴离子 【电解原理的学习方法电解原理的学习方法】 1.分电极分电极 与与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。 2.析溶液析溶液 分析溶液中存在的所有离子（水溶液中包括水的电分析溶液中存在的所有离子（水溶液中包括水的电 离）、并分成阳离子组和阴离子组。离）、并分成阳离子组和阴离子组。 3.判流向判流向 阴离子阴离子定向移向阳极；阳离子定向移向阴极定
17、向移向阳极；阳离子定向移向阴极。 4.定反应定反应 用惰性电极电解电解质水溶液时，根据放电规用惰性电极电解电解质水溶液时，根据放电规 律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳 极发生氧化极发生氧化反应；反应； 若用金铂钛以外的金属作电极时：若用金铂钛以外的金属作电极时： 若为阴极，则金属不参加电极反应；若为阴极，则金属不参加电极反应； 若为阳极则首先是点击材料失电子，电极被溶解，若为阳极则首先是点击材料失电子，电极被溶解， 溶液中的阴离子不能失电子。溶液中的阴离子不能失电子。 5.先写电极式先写电极式 正确正确书写电极式，要注意得失电子守恒和离子书写
18、电极式，要注意得失电子守恒和离子 来自何种来自何种电解质。电解质。 6.在写方程式在写方程式 将将阴阳两极的电极反应式合并即可得总方程式，阴阳两极的电极反应式合并即可得总方程式， 要注意条件，并用分子式表示弱电解质。要注意条件，并用分子式表示弱电解质。 OH SO42 例：例： 写出用石墨做电极电解写出用石墨做电极电解CuSO4溶液溶液的电极反应式及总的的电极反应式及总的 电解电解方程式。方程式。 方方 法法 阴极：阴极： 阳极：阳极： 最后最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；使得失数相等，两极半反应相加得总方程式； 电解电解 电解电解 阴极：阴极： 阳极：阳极： 4OH 4e =O2
19、+2H2O 2Cu2+4e =2Cu H+ Cu2+ H2O H+OH CuSO4 = Cu2+ SO42 首先首先分析、比较出阴阳极的放电离子：分析、比较出阴阳极的放电离子： 然后然后写电极反应式写电极反应式 ： 2CuO2+4H+ 或或2CuSO4+2H2O （电解化学方程式）（电解化学方程式） 2CuO2+2H2SO4 2Cu2+2H2O （电解离子方程式）（电解离子方程式） 垐 ? 噲 ? 电解电解 类型类型 举举 例例 电极反应式电极反应式 物质类别物质类别 实例实例 含氧酸含氧酸 H2SO4 可溶性强碱可溶性强碱 NaOH 氢前金属氢前金属 含氧酸盐含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸无
20、氧酸 HCl 阳极：阳极：4OH- 4e-= O2 + 2H2O 阴极：阴极：4H+ + 4e- = 2H2 阳极：阳极：2Cl- - 2e- = Cl2 阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 氢后金属氢后金属 无氧酸盐无氧酸盐 CuCl2 阳极：阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2 阴极：阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 氢前金属氢前金属 无氧酸盐无氧酸盐 NaCl 阳极：阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2 阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 氢后金属氢后金属 含氧酸盐含氧酸盐 CuSO4 阳极阳极: 2Cu2+ 4e- = 2Cu 阴极：阴极： 4OH- 4e- =
21、 O2+2H2O 惰性电极电解规律小结惰性电极电解规律小结 相当于相当于 电解水电解水 相当于相当于 电解溶电解溶 质本身质本身 溶质和溶质和 溶剂同溶剂同 时电解时电解 电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同 两电极接直流电源两电极接直流电源 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 形成形成 条件条件 将将电能转变成电能转变成化学能的化学能的 装置装置 将将化学能转变成化学能转变成电能的装电能的装 置置 定义定义 装置装置 实例实例 电解池电解池 原电池原电池 装置装置 电解池与原电池有哪
22、些异同电解池与原电池有哪些异同(续续) 电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极 电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极 电子电子 流向流向 阳极：阳极：氧化反应，溶液中氧化反应，溶液中 的阴离子失电子或电极金的阴离子失电子或电极金 属失电子属失电子 阴极：阴极：还原反应，溶液中还原反应，溶液中 的阳离子得电子的阳离子得电子 负极：负极：氧化反应，金属失氧化反应，金属失 电子电子 正极：正极：还原反应，溶液中还原反应，溶液中 的阳离子得电子的阳离子得电子 电极电极 反应反应 阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连 阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连 负极：负极：较活泼金属较活泼金属 正极：正
23、极：较不活泼金属较不活泼金属 （或能导电的非金属）（或能导电的非金属） 电极电极 名称名称 电解池电解池 原电池原电池 装置装置 负极负极 正极正极 导线导线 某某同学在做电解水的实验时发现同学在做电解水的实验时发现两极产生两极产生气泡的速气泡的速 率特别缓慢，（水是一种率特别缓慢，（水是一种极弱极弱的电解质，导电能力的电解质，导电能力 很差）你能否在很差）你能否在不改变不改变两电极产物的情况下，加入两电极产物的情况下，加入 某种某种物质使物质使其加快电解速率？其加快电解速率？ 课课 后后 思思 考考 1 下列关于电解池工作原理的说法中，错误的下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是是 ( )
24、 A电解池是一种将电能转变成化学能的装置电解池是一种将电能转变成化学能的装置 B电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生 还原反应还原反应 D电解池放电时，电极本身不会参加电极反应电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 随堂练习随堂练习 D 2用石墨作电极，电解下列物质的溶液，其实用石墨作电极，电解下列物质的溶液，其实 质质不是电解不是电解水的水的是是 ( ) ANaNO3 BNaOH CNa2SO4 DNaCl D 3. 如如图所示，在图所示，在U形管中装入滴有紫色石蕊
25、形管中装入滴有紫色石蕊 溶液且混合均匀的某溶液，通直流电，一段溶液且混合均匀的某溶液，通直流电，一段 时间后时间后U形管内会形成一个倒立的“彩虹”，形管内会形成一个倒立的“彩虹”， 则则U形管内的溶液可能为形管内的溶液可能为( ) AH2SO4溶液溶液 BNaOH溶液溶液 CAgNO3溶液溶液 DNa2SO4溶液溶液 D 4. 关于关于电解电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是水溶液，下列叙述正确的是( ) A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无 色色 B若在阳极附近的溶液中滴入若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色溶液，溶液呈棕色 C电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中， 充分搅拌后溶液呈充分搅拌后溶液呈中性中性 B
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