課件高二化學(xué)反應(yīng)原理課件9:1.2.1 電解的原理_第1頁(yè)
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第1課時(shí)

電解的原理電解法在元素發(fā)現(xiàn)史中的重要地位情景導(dǎo)學(xué)1.了解電解池的工作原理,能準(zhǔn)確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式及反應(yīng)總式。(重點(diǎn))2.掌握電解飽和食鹽水的基本原理,理解陰陽(yáng)離子的放電順序。(重點(diǎn))學(xué)習(xí)目標(biāo)鈉的制備鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,這給鈉的制取帶來(lái)一定的困難。目前,世界上生產(chǎn)金屬鈉多數(shù)用電解熔融氯化鈉的方法。Cl—Cl—Cl—Cl—Na+Na+Cl—Cl—Cl—Cl—Na+Na+ClClClClNaNaCl2Cl2電解熔融氯化鈉的微觀反應(yīng)過(guò)程N(yùn)a+、Cl—無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)Na+、Cl—定向運(yùn)動(dòng)Na+、Cl—發(fā)生電子得失陰陽(yáng)兩極上生成Na、Cl2e-e-1.氯化鈉中含有哪些微粒?接通電源之前如何運(yùn)動(dòng)?2.接通電源后,Na+和Cl-如何移動(dòng)?3.兩個(gè)電極上觀察到什么現(xiàn)象?Na+和Cl-做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)?!舅伎寂c交流】Na+和Cl-發(fā)生定向移動(dòng)陽(yáng)極:有氣泡,有刺激性氣味陰極:有金屬鈉析出陰極陽(yáng)極4.兩個(gè)電極上分別發(fā)生什么反應(yīng)?2Na++2e-2Na2Cl--2e-Cl2↑2NaCl====2Na+Cl2↑

通電電解熔融NaCl的總反應(yīng):與電源正極相連的:與電源負(fù)極相連的:氯氣鈉熔融NaCl+-氧化反應(yīng)還原反應(yīng)5.電子的流向?6.離子定向移動(dòng)的方向?(注:電子只在外電路定向移動(dòng),不能在溶液中移動(dòng))電子從電源負(fù)極流出,流入電解池陰極;再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。氯氣鈉熔融NaCl+-陰極陽(yáng)極1.電解的概念在直流電作用下,電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。電解的原理2.電解池把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。觀察對(duì)比電解池和原電池,總結(jié)電解池的構(gòu)成條件。陽(yáng)極陰極CCCuCl2溶液-+正極稀硫酸ZnCu負(fù)極【思考與交流】陽(yáng)極陰極CCCuCl2溶液-+3.構(gòu)成電解池的條件(1)外接直流電源。(2)兩個(gè)固體電極材料插入電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)中。(3)用導(dǎo)線連接形成閉合回路是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置!CC

陽(yáng)極陰極e-Cu2++2e–==Cu(還原反應(yīng))工作原理:2Cl–-2e–==Cl2↑(氧化反應(yīng))(缺少電子)(富集大量電子)陰極:陽(yáng)極:——Cu2+、H+、Cl-、OH–e-CCCuCl2溶液總反應(yīng):CuCl2====Cu+Cl2↑通電-+電解氯化銅溶液陰極:與電源負(fù)極相連,電子流入,發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極:與電源正極相連,電子流出,發(fā)生氧化反應(yīng)4.電極的判斷e-e-CC陰極陽(yáng)極電解質(zhì)溶液

兩個(gè)電極的類型:惰性電極(鉑、金、石墨):——無(wú)論做陰陽(yáng)極,僅僅導(dǎo)電,不參與反應(yīng)活性電極(除鉑、金外的金屬):——做陰極:只起導(dǎo)電作用,不參與電極反應(yīng)

——做陽(yáng)極:除起導(dǎo)電作用,還失去電子成為金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液惰性電極與活性電極CuCuCuCl2溶液陰極陽(yáng)極CCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極5.電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě):(以電解CuCl2

為例)e-e-CCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極陽(yáng)離子移向陰極得電子,陰離子移向陽(yáng)極失電子;陰極:Cu2++2e-

Cu

還原反應(yīng)陽(yáng)極:2Cl-—2e-Cl2↑

氧化反應(yīng)總反應(yīng)式:

CuCl2

Cu+Cl2

↑電解通式:陰極:氧化劑+ne-

還原產(chǎn)物陽(yáng)極:還原劑

ne-

氧化產(chǎn)物總電解反應(yīng)式:陰陽(yáng)極反應(yīng)式相加所得的式子(考慮電子守恒)思考:CuCl2在水溶液中電離生成Cu2+和Cl-的同時(shí),弱電解質(zhì)水也會(huì)發(fā)生電離,而產(chǎn)生H+和OH-,通電時(shí),這些自由移動(dòng)著的離子,在電場(chǎng)作用下,溶液中帶正電的H+和Cu2+都同時(shí)向陰極移動(dòng),而為什么只有Cu2+得電子被還原,而帶負(fù)電的OH-和Cl-都同時(shí)會(huì)向陽(yáng)極移動(dòng),而為什么只有Cl-失電子被氧化?分析:得電子能力:Cu2+>

H+

失電子能力:Cl->

OH-

思考:為什么得失電子的結(jié)果是這種情況?陰陽(yáng)離子的放電順序是什么?放電:在電極表面,陰離子失去電子而

陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。陰離子放電:與陰離子的還原性的相對(duì)強(qiáng)弱有關(guān)陽(yáng)離子放電:與陽(yáng)離子的氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱有關(guān)陰極:陽(yáng)極:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(先于H+放電)Pb2+>

Sn2+>Fe2+>Zn2+

濃度大時(shí)先于

H+放電H+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

水中H+先放電金屬電極(除Pt、Au)S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子陽(yáng)離子——氧化性強(qiáng)的先得電子陰離子——

還原性強(qiáng)的先失電子重點(diǎn)記憶:Ag+>Cu2+>H+>

Mg2+>Na+>Ca2+>K+水溶液中H+先得電子,Mg2+等不得電子。離子放電規(guī)律分析電解反應(yīng)的一般思路:明確陰、陽(yáng)極;溶液中存在哪些離子根據(jù)放電順序分析,得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子掌握過(guò)程方法,事半功倍!陽(yáng)極材料:活性電極(除鉑、金以外的金屬):惰性電極

(石墨、鉑、金):電解質(zhì)導(dǎo)電的過(guò)程就是電解過(guò)程?;钚躁?yáng)極先于陰離子放電;陰極不參與電解反應(yīng)。陰離子放電;陽(yáng)極自身失電子。【歸納提高】分別用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液,寫(xiě)出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(1)稀硫酸(2)鹽酸(3)硝酸銀(4)硫酸銅(5)氯化鉀(6)氫氧化鈉6.電解的類型(惰性電極)陰極:4H++4e-2H2↑陽(yáng)極:4OH--4e-2H2O+O2↑總反應(yīng)式:(2)鹽酸陰極:2H++2e-H2↑陽(yáng)極:2Cl--2e-Cl2↑總反應(yīng)式:2HClH2↑+Cl2↑通電2H2O2H2↑+O2↑通電(1)稀硫酸(3)AgNO3溶液4Ag++4e-

4Ag4OH--4e-2H2O+O2↑4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+通電陰極:2Cu2++4e-2Cu陽(yáng)極:4OH--4e-

2H2O+O2↑(4)CuSO4溶液2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+通電總反應(yīng):陽(yáng)極:陰極:總反應(yīng):2Cl--2e-Cl2↑2H++2e-

H2↑陽(yáng)極:陰極:總反應(yīng)式:

通電2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑(5)氯化鉀溶液(6)NaOH溶液陽(yáng)極:4OH--4e-2H2O+O2↑陰極:4H++4e-2H2↑總反應(yīng)式:2H2O2H2↑+O2↑通電電解質(zhì)類型實(shí)例電解對(duì)象電解類型最高價(jià)含氧酸強(qiáng)堿最高價(jià)含氧酸強(qiáng)堿鹽無(wú)氧酸無(wú)氧酸不活潑金屬鹽無(wú)氧酸活潑金屬鹽含氧酸不活潑金屬鹽HNO3H2ONaOHH2ONaNO3H2O電解水型HClHClCuCl2CuCl2電解質(zhì)分解型NaCl溶質(zhì)和水放氫生堿AgNO3溶質(zhì)和水放氧生酸【歸納小結(jié)】1.下列關(guān)于電解池的說(shuō)法正確的是(

)A.電源的負(fù)極就是陰極B.與直流電源的正極相連的是電解池的陰極C.與直流電源的負(fù)極相連的電極上發(fā)生還原反應(yīng)D.陽(yáng)極上發(fā)生還原反應(yīng)C當(dāng)堂檢測(cè)2.取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直流電源,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圓呈淺紅色。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.b電極是陰極B.a(chǎn)電極與電源的正極相連接 C.電解過(guò)程中,水是氧化劑 D.b電極附近溶液的pH變小D3.為下圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是()A.X是正極,Y是負(fù)極B.X是負(fù)極,Y是正極C.CuSO4溶液的pH值逐漸減小D.CuSO4溶液的pH值不變a

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