人教版高中化学选修四课件：4.3.1 电解原理

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1、第1课时 电解原理,第四章 第三节,学习目标定位 1.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。 2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。,一 电解原理,达标检测 提升技能,二 酸、碱、盐溶液的电解规律,内容索引,一 电解原理,1.用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表。,新知导学,氧化性,还原性,2.按下图所示装置完成实验，并填写下表。,说明电解质溶液导电，形成闭合,回路,析出金属铜,产生了氯气,变蓝,红色物质,3.实验原理分析 (1)氯化铜溶液中的电离过程有 ，_；溶液中存在的离子有 ，通电前，这些离子在溶液中作自由运动。 (2)通电时，在电场

2、的作用下，溶液中的离子作 ，即_趋向a极， 趋向b极。 (3)a极电极反应式是 ，b极电极反应式是_，总反应式是 。,CuCl2=Cu22Cl,H2OH,OH,Cu2、Cl、H、OH,定向运动,Cl、,OH,Cu2、H,2Cl2e=Cl2,Cu22e,=Cu,(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的 过程。,电解,电解原理 (1)电解是使电流通过 或熔融电解质而在两个电极上引起的过程。 (2)电解池是将 转化为 的装置。 (3)电极名称 阴极：与电源 相连的电极，发生 反应； 阳极：与电源 相连的电极，发生 反应。,电解质溶液,氧化还原反应,电能,化学能,负极,正极,还原,氧化,(4

3、)电解池的构成条件：具有与 相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入 溶液或熔融 中，形成 。 (5)电子和离子移动方向 电子：从电源 流向电解池的 ，从电解池的 流向电源的。 离子：阳离子移向电解池的 ；阴离子移向电解池的 。 提醒 金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化；而电解质溶液导电是因为发生了氧化还原反应，是化学变化。,直流电源,电解质,电解质,闭合回路,负极,阴极,阳极,正极,阴极,阳极,1.如下图所示装置中，属于电解池的是,活学活用,答案,解析,判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：有与直流电源相连的两个电极；有电解质

4、溶液或熔融态电解质；能形成闭合回路。,2.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是 A.a为负极，b为正极 B.a为阳极，b为阴极 C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变,答案,解析,根据图示电流方向，先确定a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为Cu22e=Cu，d电极质量不断增加。,二 酸、碱、盐溶液的电解规律,1.有下列两组离子：Cu2、Na、H、Ag；Cl、I、SO 、OH。电解时，移向阳极的是 ，放电先后顺序是 ；移向阴极的是 ，放电先后

5、顺序是 。,新知导学,AgCu2HNa,2.用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：,4OH4e,=O22H2O,4H4e,=2H2,减小,H2O,增大,不变,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2Cl2e=Cl2,Cu22e=Cu,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,HCl,CuCl2,NaCl、 H2O,增大,HCl,CuCl2,HCl,增大,CuSO4、 H2O,4OH4e,=O22H2O,2Cu24e,=2Cu,减小,CuO 或CuCO3,1.分析电解问题的基本方法思路 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离

6、出的H和OH)。 (3)然后根据通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先在电极放电。 (4)判断电极产物，正确书写电极反应式要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。,2.电极反应规律 (1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：AgCu2HPb2Fe2Zn2 电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本

7、身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：金属阳极S2IClOH 含氧酸根。,3.电解质溶液复原措施 一般加入阳极产物和阴极产物的化合物。,3.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 A.AgNO3AgNO3 B.NaOHH2O C.KClKCl D.CuSO4Cu(OH)2,活学活用,答案,4.用石墨作电极，在Na、Cu2、Cl、SO 等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式： (1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。,答案,解析,惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电

8、解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。 阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。,Na2SO4,(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是_。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_。,答案,解析,答案,解析,实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。,实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。,CuSO4,NaCl,(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时，电解质是_。,答案,解析,易误警示,CuS

9、O4,由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为14，知阳极产生气体为O2,1 mol O2转移4 mol e，金属与电子的物质的量之比为12，故金属为2价，即Cu2，即为CuSO4。,判断电极产物时的注意事项 (1)对阳极，首先看阳极材料是否为活性电极，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中OH的存在。 (2)对阴极，不论阴极材料是什么，均按照阳离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中H的存在。,达标检测 提升技能,1.下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是 A.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

10、还原反应 C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D.与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应,答案,1,2,3,4,5,2.用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是 氯化钠溶液 硫酸铜溶液 氢氧化钠溶液 稀硫酸 稀盐酸 硫酸钠溶液 A. B. C. D.,答案,1,2,3,4,5,3.如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是,A.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 C.逸出气体的体积，a极的小于b极的 D.一电极逸出无味气体，另一

11、电极逸出刺激性气味气体,答案,解析,1,2,3,4,5,a极为阴极，H2O电离出的H放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH)增大，石蕊溶液变蓝色，b极为阳极，H2O电离出的OH放电，c(H)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确、B项正确； a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。,1,2,3,4,5,4.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是 A.X是正极，Y是负极 B.X是负极，Y是正极 C.CuSO4溶液的pH逐渐增大 D.CuSO4溶液的pH不变,答案,解析,1,2,3,4,5,根据题意，a、b都是惰

12、性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H2e=H2，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，A正确、B错误； X为正极，则Pt作阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，c(OH)不断减小，则c(H)不断增大，溶液的pH逐渐减小，C、D错误。,1,2,3,4,5,5.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液。请回答以下问题：,答案,解析,1,2,3,4,5,(1)电解池中X极上的电极反应式为_。 在X极附近观察到的现象是_。 (2)Y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_ _。,2H2e=H2,放出气体，溶液变红,2Cl2e=Cl2,把湿润的淀粉碘化钾试纸,放在Y电极附近，试纸变蓝色,据图可知，X是阴极，Y是阳极，阴极反应式是2H2e=H2，现象为放出气体，溶液变红；阳极反应式是2Cl2e=Cl2，检验氯气，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色即证明有氯气产生。,1,2,3,4,5,本课结束,