1、第三节 电解池,(第一课时 电解原理),复习回忆,1.原电池:将化学能转化为电能的装置。即:化学能 电能 2.原电池的构成条件 两极: 正极:较不活泼的金属或非金属(如石墨) 负极:较活泼的金属 电解质溶液 形成闭合回路,电解水,化学反应:装置图:,复习回忆,电解电源: 稳压直流电源电解电极: 阳极:与电源正极相连,发生氧化反应 阴极:与电源负极相连,发生还原反应电解的作用: 使本来不能自发进行的氧化还原反应发生。,阳极,阴极,如何让CuCl2分解?P85 实验4-2实验现象: 阳极:石墨棒上有气泡产生,该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝; 阴极:石墨棒上有红色的物质(Cu)析出。,思考: 通
2、电前溶液中有哪些离子?如何运动? CuCl2Cu2+2Cl-四种离子(Cu2+、H+、Cl-、OH-)作无规则地自由运动。,通电后离子如何运动? 电场作用下,阴阳离子作定向运动:Cu2+、H+ 移向阴极;Cl-、 OH- 移向阳极。阴阳两极各发生什么反应?为什么? 电极反应: 阳极:2Cl- 2e- = Cl2 (氧化反应) 阴极:Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 总反应:,放电,整个电路中电子的流向如何?,Cl- OH-,Cu2+H+,Cu2+2e-=Cu (还原反应),2Cl-2e- =Cl2 (氧化反应),电子:从电源的负极流出,沿导线流入电解池的阴极,电子:从电解池的阳极流
3、出,沿导线流回电源的正极,1、电解: 在外加直流电源的作用下,电解质的阴阳离子在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。 电流是发生氧化还原反应的根源、动力。 阴阳离子在做定向运动导电的同时,也就在两极发生了氧化还原反应,生成了新物质;而金属导电是由自由电子的定向运动形成,无反应发生,无新物质生成,两者有本质区别。,2、电解池 (1)定义:把电能转化为化学能的装置。 (2)组成:直流电源、两个电极、电解质溶液形成闭合回路 (3)电极: 阳极:与外电源正极相连的电极,失电子,氧化反应。 阴极:与外电源负极相连的电极,得电子,还原反应。 (4)电极材料: 惰性电极:C、Pt、Au等,不论作阴极、阳极,本身
4、都不反应。 活泼电极:Fe、Cu、Ag等,作阴极时,自身不反应,作阳极时,自身失电子,被氧化溶解。,(5)思考:电解CuCl2溶液 (1)阴极、阳极上的现象会不会颠倒? (2)为什么不出现电解水的现象? 阳极:发生氧化反应,还原性强的先失去电子,先放电。 阴极:发生还原反应,氧化性强的先得到电子,先放电。( 阳氧阴还),3、电解池中离子放电顺序,金属S2 I Br Cl OH含氧酸根 F,金属要求活动性Ag以前,阳极:,阴极:,AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2HAl3Mg2NaCa2K,较大浓度时先于H放电,4、电解方程式的书写: 例:写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反
5、应式及总的电解方程式。 首先分析阴阳极的放电离子:CuSO4Cu2+SO42-,阴极:Cu2+H+阳极:OH-SO42- 然后写电极反应式:阴极:Cu2+2e-Cu阳极:4OH-4e-O2+2H2O,最后使得失电子数相等,两极半反应相加得总方程式:阴极:2Cu2+ 4e-2Cu阳极:4OH-4e-O2+2H2O 电解的离子方程式:电解的化学方程式:,可以相同可以不同,不同,阴阳极由外电源决定 与电源负极相连的为阴极 与电源正极相连的为阳极,正负极由电极材料决定 活泼性较强的金属做负极,阳极:氧化反应 阴极:还原反应,负极:氧化反应 正极:还原反应,电能化学能,化学能电能,有外加电源,本身是电源
6、,外接用电器,负阴 阳正,负导线正,酸、碱、盐的水溶液 在惰性电极条件下电解的规律,1、电解含氧酸(H2SO4)、可溶性碱(NaOH)、活泼金属含氧酸盐(Na2SO4) 电极反应: 阴极:4H+4e-=2H2 阳极:4OH-4e-=2H2O+O2 总反应:2H2O=2H2+O2 pH变化: H2SO4降低,NaOH升高,Na2SO4不变。 电解物质:H2O 恢复电解质原状应加物质:H2O,探究,2、电解无氧酸(HCl) 电极反应: 阴极:2H+2e-=H2 阳极:2Cl-2e-=Cl2 总反应:2HCl=H2+Cl2 pH变化:升高 电解物质:电解质本身 恢复电解质原状应加物质:电解质本身HC
7、l,3、电解不活泼金属无氧酸盐(CuCl2) 电极反应: 阴极:Cu2+2e-=Cu 阳极:2Cl-2e-Cl2 总反应:CuCl2=Cu+Cl2 pH变化:溶液变稀,酸性减弱,pH略升高。 电解物质:电解质本身 恢复电解质原状应加物质:电解质本身CuCl2,4、电解活泼金属无氧酸盐(NaCl) 电极反应: 阴极:2H+2e-=H2 阳极:2Cl-2e-=Cl2 总反应:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 pH变化:生成对应碱,pH升高 电解物质:H2O和电解质 恢复电解质原状应加物质:对应的无氧酸HCl,5、电解不活泼金属含氧酸盐(CuSO4) 电极反应: 阴极:2Cu2+4e-
8、2Cu 阳极:4OH-4e-2H2O+O2 总反应:2CuSO4+2H2O=2H2SO4+2Cu+O2 pH变化:生成对应酸,pH降低 电解物质:H2O和电解质 恢复电解质原状应加物质:对应的碱性氧化物CuO,电解质溶液电解规律(惰性电极),阳极: S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-阴极:Ag+Fe3+Cu2+ H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+ 与区:电解本身型 如CuCl2 与区:放氢生碱型 如NaCl 与区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区:电解水型 如Na2SO4、H2SO4、NaOH,电解的一般规律,(1)无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液电解,就是其本身的电解
9、; 如:HCl、CuCl2 (2)含氧酸、活泼金属的含氧酸盐、可溶性强碱溶液的电解,实质是电解水; 如:H2SO4、Na2SO4、NaOH (3)活泼金属无氧酸盐、不活泼金属含氧酸盐溶液的电解,就是盐和水同时电解; 如:NaCl、CuSO4,小结:1、电解原理2、电解池3、离子的放电顺序4、电解方程式的书写,练习,1、写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和电解的离子、化学方程式 : (1)HI 溶液 (2)H2SO4溶液 (3)NaOH溶液 (4)熔融 NaCl (5)NaCl 溶液 (6)AgNO3溶液,2、思考:用铁作电极电解Na2SO4溶液,写出电极反应式及总的电解方程式。阳极:Fe-
10、2e-=Fe2+阴极:2H+2e-=H2总反应:,3、电解池中盛有饱和的Na2SO4溶液,用惰性电极和直流电源进行电解,当温度不变时,溶液电解一段时间后,下列叙述正确的是( )A. Na2SO4溶液浓度增大有晶体析出B. Na2SO4溶液浓度不变有晶体析出C. Na2SO4溶液的酸性增强,pH值减小D. Na2SO4溶液中的c(OH-)增大,B,4、用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,然后加入P 能使溶液回复电解前的状态的组是( )X Y Z PA. Pt Pt NaOH NaOH B. Cu Cu CuSO4 CuSO4C. Cu Pt Cu(NO3)2 CuOD. Pt Pt H2SO4 H2O,D,5、(全国卷)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O,C,再见!,