人教版化學(xué)選修四4.3《電解池(第1課時(shí))》ppt課件

1、2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮1江西省教育信息技術(shù)研究江西省教育信息技術(shù)研究“十二五十二五”規(guī)規(guī)劃劃20122012年度課題年度課題基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫的建設(shè)與應(yīng)用研究課件庫的建設(shè)與應(yīng)用研究（課題編號(hào)：（課題編號(hào)：GDK-2012-G-72883） 主持人：桂耀榮主持人：桂耀榮2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮2第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池第第1 1課時(shí)課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮3氫氫氣氣

2、氧氧氣氣 電解電解電解水電解水 ：2 H2O =2 H2 O2 +_電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮41、電解質(zhì)是指在、電解質(zhì)是指在_能夠?qū)軌驅(qū)щ姷幕衔铩ｋ姷幕衔铩?、電離是指電解質(zhì)在、電離是指電解質(zhì)在_或或_狀態(tài)下離解成狀態(tài)下離解成_的過程。的過程。3、原電池是、原電池是_ 的裝置的裝置 。4、構(gòu)成原電池的條件是、構(gòu)成原電池的條件是 水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液水溶液熔融熔融自由移動(dòng)離子自由移動(dòng)離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、合回路、自發(fā)發(fā)生

3、氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮5探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟如圖所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩如圖所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨碳棒插入盛有根石墨碳棒插入盛有CuClCuCl2 2溶液的溶液的U U型型管中，觀察現(xiàn)象。管中，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論 無無 現(xiàn)現(xiàn) 象象沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng)沒有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng) 甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件甲裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件分析原因分析原因:電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮6探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)2 2如圖所示，將兩根石墨如圖所示，

4、將兩根石墨棒分別跟棒分別跟直流電源直流電源的正的正極和負(fù)極連接，浸入盛極和負(fù)極連接，浸入盛有有CuCl2溶液的燒杯中溶液的燒杯中 ，再接通再接通12V直流電直流電,觀察觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象。約約35min后切斷電源。后切斷電源。CCCuCl2陰極陰極陽極陽極CuCl2溶液溶液電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮7實(shí)踐探究實(shí)踐探究1、向氯化銅溶液中通入直流電向氯化銅溶液中通入直流電A：理論先行：理論先行思考思考1 1：氯化銅溶液中含有哪些微粒：氯化銅溶液中含有哪些微粒? ?思考思考2 2：在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)？：在通電時(shí)這些微粒各向什么區(qū)移動(dòng)？思考思考3 3：猜想

5、在通電時(shí)在陽極和陰極各會(huì)發(fā)生什么猜想在通電時(shí)在陽極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽離子：陽離子：Cu2+ H+ 陰離子：陰離子：Cl- OH-Cu2+ H+向陰極區(qū)移動(dòng)向陰極區(qū)移動(dòng)； Cl- OH-向陽極區(qū)移動(dòng)向陽極區(qū)移動(dòng)Cl-Cl2 OH-O2 H2O H+ + OH- CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - 陰極區(qū)：陰極區(qū)：Cu2+Cu H+H2陽極區(qū)：陽極區(qū)：電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮8實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流B. B. 實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)物驗(yàn)證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有氣泡逸出

6、有紅色固有紅色固體析出體析出電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮91.電解：電解：使使直流電直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解。的過程，叫做電解。3.構(gòu)成電解池的條件：構(gòu)成電解池的條件：直流電源；直流電源；陰極陰極:與電源與電源負(fù)極負(fù)極相連相連 陽極陽極:與電源與電源正極正極相連相連 陰、陽陰、陽 電極電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2.電解池：電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。CC一、電解原理形成閉合回路。形成閉合回路。電解原理電解原理2021-

7、12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮10 一、電解原理一、電解原理影響離子放電的因素：影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子得失電子的能力離子的濃度離子的濃度能力能力電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮11陰極：陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子氧化性強(qiáng)的離子先得電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬金屬 S2IBrClOHNO3SO42F 陽極陽極：還原性強(qiáng)的離子先失電子還原性強(qiáng)的離子先失電子電解質(zhì)在水溶液中放電順序順序除Pt、AuAg+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ +Fe2

8、+Zn2+ 濃度大時(shí)先于濃度大時(shí)先于 H+放電放電 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中水中H+先放電先放電電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮12離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽極失電子被氧化金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。成陽離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶液中陰溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：離子的放電順序（由難到易）是：陽極：陽極：電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭

9、市第一中學(xué) 桂耀榮13離子放電順序：離子放電順序： 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：陽離子在陰極上放電順序是：陰極陰極: :電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮14離子移動(dòng)離子移動(dòng)通電前：通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；為自由移動(dòng)的離子； 通電后：通電后：Cu2+H移向陰極，移向陰極， ClOH移向陽極；移向陽極；電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）C

10、u2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電解電解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通電前通電前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 陰極陽極通電后通電后實(shí)驗(yàn)微觀解釋實(shí)驗(yàn)微觀解釋陽極：陽極：陰極：陰極：電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮15Cu2+oooooooooooooooooooo 陰極陽極CuCl2ClClooooooooooooooooooooooo電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)裝置e-e-單擊電子流動(dòng)電解池中離子和電子的移動(dòng)方向電解池中離子和電子的移動(dòng)方向 電解原

11、理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮16 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: : 陽離子陽離子向向 陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向 陽極陽極移動(dòng)移動(dòng). .惰性電極與活性電極：惰性電極與活性電極： 惰性電極惰性電極( (鉑、金、石墨鉑、金、石墨) )：僅僅導(dǎo)電，不參與僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)反應(yīng) 活性電極（除鉑、

12、金外的金屬）：活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)又可以參與電極反應(yīng)電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮17結(jié)一結(jié)：結(jié)一結(jié)：電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽氧化、陰還原陽氧化、陰還原離子流向：離子流向：異性相吸異性相吸 電子流向：電子流向： 電子從電子從負(fù)極負(fù)極流向流向陰極陰極，經(jīng)溶液離子，經(jīng)溶液離子導(dǎo)電，再從導(dǎo)電，再從陽極陽極流回流回正極正極(陽氧陽氧)電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮18思考思考?電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果：電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果： H H2 2O O H H+ + + OH+

13、 OH Na2SO4 2 2Na+ SO4 2離子放電的順序離子放電的順序陽離子陽離子陰離子陰離子H+ Na+OHSO424OH4e2H2O +O24H+ +4e2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解電解陽極陽極 ：陰極：陰極：電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮19寫電極反應(yīng)寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)方法小結(jié)】1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽離子組和陰離子組。離）、并分成陽離子組和陰離子組。2.根據(jù)放電規(guī)律，陽離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)放電規(guī)律，陽離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽極發(fā)生氧化反

14、應(yīng)，完成電極反應(yīng)而陰離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）式。（注意得失電子守恒）3.由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)必須保持分子形式弱電解質(zhì)必須保持分子形式）電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮20 例例 以以石墨碳棒石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出電解下列溶液時(shí)為電極，請(qǐng)寫出電解下列溶液時(shí), ,在陰、在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。CuSOCuSO4 4溶液溶液: :想一想、做一做想一想、做一做 陽極：陽極：4OH4OH- -4e-4e- -2

15、H2H2 2O+OO+O2 2 或或(4H2O 4H+4OH-) 陰極：陰極：2Cu2Cu2+ 2+ +4e+4e- -2Cu2Cu 電解電解總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+ +想一想，想一想，H H+ +應(yīng)該在哪一極生成？應(yīng)該在哪一極生成？電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮21 例例 以以石墨碳棒石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí)為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí), ,在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。在陰、陽兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。(1)NaCl(1)NaCl溶

16、液溶液: : (2)CuSO(2)CuSO4 4溶液溶液: :想一想、做一做想一想、做一做 陽極：陽極：4OH4OH- -4e-4e- -2H2H2 2O+OO+O2 2 或或(4H2O 4H+4OH-) 陰極：陰極：2Cu2Cu2+ 2+ +4e+4e- -2Cu2Cu 電解電解總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O OCu+OCu+O2 2+4H+4H+ +陽極：陽極：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2陰極：陰極：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 或或(2H2O 2H+2OH-)總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H

17、2+2OH- 電解電解想一想，想一想，H H+ +應(yīng)該在哪一極生成？應(yīng)該在哪一極生成？OHOH- -在哪一極？在哪一極？電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮22兩電極接直流電源兩電極接直流電源電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路活潑性不同的兩電極活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路形成形成條件條件將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義定義裝置裝置實(shí)例實(shí)例電解池電解池原電池原電池裝置裝置電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮23電源負(fù)極電源負(fù)極電解

18、池陰極電解池陽電解池陰極電解池陽極極電源正極電源正極電子電子流向流向陽極：陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子子失電子或電極金屬失電子陰極：陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子子得電子負(fù)極：負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子子得電子電極電極反應(yīng)反應(yīng)陽極：陽極：與電源正極相連與電源正極相連陰極：陰極：與電源負(fù)極相連與電源負(fù)極相連負(fù)極：負(fù)極：較活潑金屬較活潑金屬正極：正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）的非金屬）電極電極名稱名稱電解池電解池

19、原電池原電池裝置裝置負(fù)極負(fù)極 正極正極導(dǎo)線導(dǎo)線電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮24練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫出電練習(xí)：以石墨作電極，電解下列溶液，寫出電極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。極反應(yīng)及電解總反應(yīng)式。AgNOAgNO3 3溶液溶液 陽極：陽極：4OH-4e-=2H2O+O2或或(4H2O=4H+4OH-）陰極：陰極：4Ag+4e-=4Ag總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+通電通電電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮25三、電解規(guī)律三、電解規(guī)律( (用惰性電極電解時(shí)用惰性電極電解時(shí)) )、電解電解時(shí)，如

20、電解時(shí)，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極：陰極： 4H+ +4e2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù)，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的原來的濃度，只需加入一定量的 即可。即可。實(shí)質(zhì)：電解水實(shí)質(zhì)：電解水例如：電解硫酸鈉溶液例如：電解硫酸鈉溶液增大增大水水電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮26、電解、電解無氧酸溶液無氧酸溶液(氫氟酸除外氫氟酸除外)、不活潑金屬的、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液無氧酸鹽溶液，如電解鹽

21、酸、，如電解鹽酸、CuCl2溶液等溶液等 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，若要恢復(fù)，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的原來的組成和濃度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl氣體氣體)陽極：陽極： 2Cl 2eCl2陰極：陰極： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸電解鹽酸實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解減小減小溶質(zhì)溶質(zhì)電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮27、電解、電解不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解水都有一部分被

22、電解，如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等。溶液等。陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極：陰極： 2Cu2+ +4e2Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小減小，若要恢，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物金屬氧化物。電解電解CuSO4溶液溶液電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮28、電解、電解活潑金屬的含氧酸鹽溶液活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，電解質(zhì)和水時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。溶液等。 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小減小，若要恢，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極陽極 (C)： 2Cl 2eCl2陰極陰極 (C)： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解電解原理電解原理2021-12-19江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮29電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽極：陽極：S2- I- Br- C