电化学基础第三节电解原理(第一课时)

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1、新课标人教版选修四新课标人教版选修四第三节电解池第三节电解池（第一课时）（第一课时）江苏省兴化中学江苏省兴化中学 刘建廷刘建廷已知：已知：1molNa在氯气中燃烧放出在氯气中燃烧放出411kJ的的热量，试写出该反应的热化学方程式。热量，试写出该反应的热化学方程式。联想联想*质疑质疑 金属钠是在金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在用于工业生产，约在1891年才获得成功。年才获得成功。1921年电解氯化钠年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它

2、的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法电解是将电能转化为化学能的一种重要方法一、电解原理一、电解原理（以电解氯化钠为例）（以电解氯化钠为例）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象：现象： 阳极：有气泡，有刺阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使激性气味，并能使 湿润湿润的的KI-淀淀 粉试纸变蓝粉试纸变蓝 阴极：有银白色固阴极：有银白色固体析出体析出阴

3、极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl (Cl2)电极反应式：电极反应式：阳极阳极：阴极阴极： 2NaCl 2Na+Cl2 通电总反应：总反应：2Cl-Cl2 + 2e- 氧化反应氧化反应2Na+ +2e-2Na 还原反应还原反应电解电解: : 电解池电解池: :使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳两极阴阳两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。电解质溶液的导电过程就的过程。电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程是电解质溶液的电解过程把把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置.电子的流向电子的流向: :离子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 惰性电极与活

4、性电极：惰性电极与活性电极：电子从外加电源的负极流出，到电解电子从外加电源的负极流出，到电解池的阴极，再从电解池的阳极流回电源正极。池的阴极，再从电解池的阳极流回电源正极。（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）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.惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应活性电极活性电极（除铂、金外的金属）：（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可电解过程不仅可以

5、在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。以在电解质溶液中进行。实验：实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象：阳极：有气泡，有刺激阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸变蓝（粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红阴极：碳棒上有一层红色固体析出色固体析出(Cu)阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液电极反应电极反应:阳极阳极：2Cl-Cl2 + 2e- 氧化反应氧化反应(阳离子移向阴极阳离子移向阴极)阴极阴极：Cu2+2e- Cu 还原反应还原反应(阴离子移向阳极阴离子移向阳极) CuCl2 Cu+

6、Cl2 电解总反应：总反应：氯化铜溶液浓度氯化铜溶液浓度_降低降低电解氯化铜.swf电极产物反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？失电子能力：失电子能力：Cl-OH-得电子能力：得电子能力：Cu2+H+放电能力放电次序离子放电顺序：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。成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：阴离

7、子的放电顺序（由难到易）是： 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发无论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。生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极: :电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原措复原措施施CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原措复原措施施

8、Na2SO4 实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值Na2SO4 阳极阳极: 4OH- _ 4e- = 2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e- = 2H2 变大变大不不变变 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 电解阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原措复原措施施NaCl 阳极阳极: 2Cl- -2e- = Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原措复原措施施CuSO4阳极

9、阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极：阴极：Cu2+ 2e- =Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液复原溶液复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：

10、4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- 2H2减小减小增大增大不变不变H2O阳极：阳极：2Cl- 2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e- H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极：阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：阴极：Cu2+2e- Cu减少减少CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极：阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：阴极：2H+2e- H2增大增大HCl不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- 4e- O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- 2Cu减小减小CuO装置原电池电解池实例

11、原理 形成条 电极名称 电子流向 电流方向 电极反应 能量转化 应用 发生氧化还原反应，从而形成电流发生氧化还原反应，从而形成电流电流通过引起氧化还原反应电流通过引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、成闭合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应电源、电极（惰性或非惰性）、电电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）解质（水溶液或熔融态） 由电极本身决定由电极本身决定正极正极：流入电子：流入电子 负极负极：流出电子：流出电子 由外电源决定由外电源决定阳极阳极：连电源正极连电源正极 阴极阴极：连电源负极连电源负极（

12、外电路）负极（外电路）负极 正极正极 电源负极电源负极阴极阴极阳极阳极电源正极电源正极（外电路）正极（外电路）正极负极负极电源正极电源正极阳极阳极阴极阴极电源负极电源负极负极：负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应）（氧化反应） 正极：正极：2H+ + 2e- =H2（还原原应）（还原原应） 阳极：阳极：2 CI- - 2e- = CI2 (氧化反应氧化反应)阴极阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应还原反应)化学能化学能 电能电能电能电能化学能化学能设计电池、金属防腐设计电池、金属防腐氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼铜锌原电池铜锌原电池电解氯化铜

13、电解氯化铜阳极气体的检验阳极气体的检验 O2的检验 Cl2的检验 带火星的木条带火星的木条看气体颜色看气体颜色湿润的淀粉碘化钾试纸湿润的淀粉碘化钾试纸气体通入碘化钾溶液后用四氯气体通入碘化钾溶液后用四氯化碳化碳 萃取萃取此法较为简此法较为简捷方便捷方便练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。巩固练习巩固练习2.2.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg

14、，对该装置的有关，对该装置的有关叙述正确的是叙述正确的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电两极外，其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B 3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的以后，甲、乙

15、两池中溶液的pH值均减小，而在值均减小，而在和和两两极，电极产物的物质的量之比为极，电极产物的物质的量之比为12的是的是 甲甲 乙乙 A B C D 甲甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 4.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下极附近溶液呈红色。下列说法正确的是列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 5.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB