第四章第二节电解池第一课时电解原理ppt课件-(2019)新人教版高中化学高二上学期选择性必修一.pptx

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1、原电池是把化学能直接转化为电能的装置,电解池则是把电能直接转化为化学能的装置。回顾初中所学,在通电条件下水分解生成氧气和氢气。电解池工作原理示意图阴离子与直流电源的极相连与直流电源的极相连离子导体H2【实验4-2】 在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液,插入两根石墨棒作电极材料,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源,观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 用石墨电极电解CuCl2溶液 用石墨电极电解CuCl2溶液实验现象实验结论电流表指针发生偏转 与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色物质 与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生,气体能使

2、湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝结论:实验表明,CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2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 用石墨电极电解CuCl2溶液思考:电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么?通电前 用石墨电极电解CuCl2溶液通电前:CuClCuCl2 2CuCu2+2+ +2Cl2Cl- -向阳极迁移 2Cl-2e- =Cl2Cl- OH-Cu2+2e- = CuCu2+ H+ H H2 2O OH H+ +OHOH- -+ +Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2 用石墨电极电解CuCl2溶液思考:电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么?放电:离子得

3、失电子发生氧化还原反应的过程 1电解:使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。注意:电流应是直流电 熔融态的电解质也能被电解2电解池:将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。3电解池的电极名称:阴极:与直流电源负极相连的电极,发生还原反应;阳极:与直流电源正极相连的电极,发生氧化反应。 电解池的工作原理电离和电解有何区别?电离无需通电而电解需要,电解质先电离后电解4电解池的构成条件:具有直流电源;两个电极(阴极、阳极);电解质溶液或熔融电解质;形成闭合回路。能发生氧化还原反应: 可以是自发的反应,也可以是非自发的反应 两极一液一电源,氧化还原是条件 电解池的工

4、作原理Page 11【练习】哪个是原电池,哪个是电解池?判断方法:是否有外加电源5.几种流向的问题(1)电流:电源正极电解池阳极电解质溶液电解池阴极电源负极)(2)电子流向:电源 极 电解池 极; 电解池 极 电源 极(3)离子: 阳离子 电解池 极 阴离子 电解池 极负正阳阴阴阳电流(I)流向 电解池的工作原理电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 总反应 反应现象 电子流向 电流流向 离子走向 阴极阳极石墨 石墨 Cu2+2e-=Cu 2Cl-2e-=Cl2 还原反应 氧化反应 CuCl 2Cu+ Cl2 有红色物质产生 有刺激性气味的气体,使湿润的淀粉KI试纸变蓝负极阴极,阳极正极 正极

5、阳极,阴极负极 阳离子阴极,阴离子阳极 工作原理(以电解CuCl2溶液为例)1.电解池的分析方法与规律活性电极:电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应, 如:Fe、Cu、Ag 惰性电极:电极自身不反应,只导电。如:Au、Pt、C(1)判断阴、阳极, 分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。阴极材料只要导电就可以 电解规律(2)分析电解质溶液中的全部离子并分为阴、阳两组提示:不要忘记水溶液中的H+和OH-,不要把H+、OH-误加到熔融电解质中。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极(与电极材料无关):电极只导电,溶液中的阳离子放电阴极最常用的放电顺序:AgFe3Cu2H常见的阴极产物有Ag、Cu

6、、H2Ag+e-=AgCu2+2e-=Cu2H+2e-=H2 或或 2H2O+2e-=H2+2OH- 电解规律阳极(与电极材料有关):1.活性电极: Fe、Cu、Ag 电极直接失去电子 反应式:反应式:M-ne-=Mn+Fe-2e- =Fe2+Cu-2e- =Cu2+Ag-e- =Ag+2.惰性电极: Pt、石墨 溶液中的阴离子放电 阳极常见放电顺序:活性电极Cl- OH- 2Cl-2e-=Cl2 4OH- 4e- =2H2O + O2 或或 2H2O- 4e-=4H+O2 电解规律(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方

7、程式或离子方程式。书写反应的总离子方程式时,要注意:若参与电极反应的H+(或OH-)是由水电离出来的,用水的分子式表示。 电解规律总结:看电极找离子分阴阳排顺序写反应例题、根据下列装置图,回答问题。(1)若A、B均为惰性电极,电解质溶液为MgCl2溶液。阳极:_;阴极:_;2Cl2e=Cl22H2e=H2思考?你能写出(1)的总反应式?(2)若A为Cu,B为碳棒,电解质溶液为CuSO4溶液。阳极:_;阴极:_。Cu2e=Cu2Cu22e=Cu(3)若A为碳棒,B为铁,电解质为Na2SO4溶液。阳极:_;阴极:_;4OH4e=2H2OO24H4e=2H2 练习:写出下列电解池的电极反应式1、阳极

8、为铁,阴极为铜,电解质为氯化铁2、阳极为铜,阴极为铁,电解质为氯化铜3、阳极为银,阴极为石墨,电解质为稀盐酸 如图所示的电解池中,a、b、c、d都是石墨电极,通电一段时间后,a、b、c、d各电极反应式分别是:a:_,b:_,c:_,d:_,并计算各电极生成的气体或固体的物质的量之比是_。2H2O4e=O24H2.电解后溶液的复原规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液,请填写下表:(1)电解H2O型电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式阴极反应式pH变化复原加入物质减小增大不变H2O4OH-4e=O22H2O4H4e=2H2 电解规律(2)电解电解质型电解质HClCuCl2阳极反应式阴极反

9、应式Cu22e=CupH变化 复原加入物质 电解规律(3)电解质和水都发生电解型电解质NaClCuSO4阳极反应式阴极反应式pH变化复原加入物质2Cu24e=2Cu电解后溶液的复原,从溶液中放出的气体和生成的沉淀,按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么,少多少加多少”的原则。 电解规律下列各组溶液电解一段时间后,再加入相关物质,溶液能恢复原状况的是() 电解质溶液 阳极 阴极 加入的物质A NaCl溶液 碳 铁 盐酸B NaOH溶液 碳 碳 水C 硫酸铜溶液 铜 碳 硫酸铜D 硫酸 铁 碳 H2OB原电池 电解池能量转化 反应能否自发进行构成装置 电极名称 电极反应 电子流向 电流流向 离子流向 化学能电能 电能化学能 自发进行的氧化还原反应 非自发或自发进行的氧化还原反应 两极、电解质、导线 两极、电解质、电源 负极 正极 阴极(与负极相连) 阳极(与正极相连) 失电子氧化反应 得电子还原反应 得电子还原反应 失电子氧化反应 负极外电路正极 负极阴极,阳极正极 正极外电路负极 正极阳极,阴极负极 阳离子正极,阴离子负极 阳离子阴极,阴离子阳极 小结:电解池与原电池的比较【例题】若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加,写出甲乙丙各池电极反应式及总反应式阳极阴极阴极阴极阳极阳极-+

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