电解池件 新人教选修PPT学习教案

会计学1电解池件电解池件 新人教选修新人教选修一、电解：一、电解： 电流通过电解质溶液（或熔融电解质电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起）而在阴、阳两极引起氧化还原氧化还原反应反应的过程。的过程。理解：理解：电解质溶液导电的过程就是电解质溶液导电的过程就是 过程过程。电解电解电解是电解是非非自发地将自发地将 能转化为能转化为 能能。电电化学化学1、电解池（槽）：、电解池（槽）：电能转化为化学能的装置。电能转化为化学能的装置。2、构成电解池的条件：、构成电解池的条件：（1）直流直流电源电源（2）两个电极；两个电极；（3）电解质溶液或熔融的电解质；）电解质溶液或熔融的电解质；（4）闭合回路。）闭合回路。（复习回顾（复习回顾）第1页/共38页发生氧化反应发生氧化反应阴离子移向阴离子移向阳极阳极(电源正极电源正极)3. 电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系阴极阴极(电源负极电源负极)发生还原反应发生还原反应阳离子移向阳离子移向离子放电：离子放电：阴离子失电子、阳离子得电子的过阴离子失电子、阳离子得电子的过程。程。第2页/共38页离子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 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. .惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极： 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（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应第3页/共38页电极产物反思电极产物反思为什么不为什么不是氧气呢是氧气呢？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+放放电电能能力力放放电电次次序序第4页/共38页Ag+I-第5页/共38页 一、电解原理一、电解原理影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力离子的浓度离子的浓度能力能力放电较复杂，还与离子性质、溶液的浓度、电流放电较复杂，还与离子性质、溶液的浓度、电流密度等有关。密度等有关。第6页/共38页4 4、离子放电顺序、离子放电顺序：1 1、阳离子放电（得电子）顺序、阳离子放电（得电子）顺序：AgAg+ + Hg Hg2+ 2+ FeFe3+3+ Cu Cu2+ 2+ H H+ +（酸）（酸） Pb Pb2+ 2+ SnSn2+ 2+ FeFe2+2+ ZnZn2+ 2+ （H+H+）（水）（水） AlAl3+ 3+ Mg Mg2+ 2+ Na Na+ +2 2、阴离子放电（失电子）顺序：阴离子放电（失电子）顺序：氧化性氧化性还原性还原性金属金属 S S2 2 I I Br Br Cl Cl OH OH ( (水水)含氧酸根含氧酸根 (NO(NO3 3、SOSO4 42 2 等等) F) F注意：若注意：若阳极是活性电极阳极是活性电极( (石墨、金、铂之外）阳极本石墨、金、铂之外）阳极本身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电; ;若阳极是惰若阳极是惰性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极无论什么阴极无论什么材料，材料，不参与电极反应不参与电极反应。除Pt、AuAl3+、Mg2+、Na+不可能在水不可能在水溶液中放电溶液中放电其放电时的其放电时的电极方程式电极方程式如何写？如何写？ 第7页/共38页请注意：请注意：活泼金属离子活泼金属离子K+、Ca2+、Na+、 Mg2+在溶液中不会得到电子；在溶液中不会得到电子；F- -和和SO4 42-2-、CO3 32-2-、NO3 3- -等在水溶等在水溶液中一般不会液中一般不会 失去电子；失去电子；第8页/共38页 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不被氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不放电。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：溶溶液中阴离子按顺序放电液中阴离子按顺序放电 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反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。应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳极反应阳极反应（氧化反应）：与电极材料有关（氧化反应）：与电极材料有关阴极阴极反应（还原反应）：与电极材料无关反应（还原反应）：与电极材料无关小结：小结：第9页/共38页、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；4OH 4e-O2+2H2O（电解化学方程式（电解化学方程式）（电解离子方程（电解离子方程式）式）若把石墨改若把石墨改成铜那电极成铜那电极反应式如何反应式如何？第10页/共38页第11页/共38页5. 5. 书写电解方程式的注意事项书写电解方程式的注意事项2.2.电极反应式符合电极反应式符合质量守恒质量守恒、电荷守恒电荷守恒（电子看作负电荷（电子看作负电荷）3.3.标明条件：标明条件：通电或电解。通电或电解。若电解的若电解的H H+ +或或OHOH- -来自于来自于H H2 2O O，在总方程式中要以在总方程式中要以H2O形式存在，不能书写形式存在，不能书写H H+ +或或OHOH- -作为作为反应物反应物4.4.电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的反应反应一般形式为：弱氧化剂一般形式为：弱氧化剂+ +弱还原剂弱还原剂 = = 强氧化剂强氧化剂+ +强还强还原剂原剂1.1.首先看阳极材料首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子，若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。第12页/共38页总结：分析电解反应的一般思路总结：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离明确溶液中存在哪些离子子根据根据阳极氧化、阴极还原阳极氧化、阴极还原分析得出产物分析得出产物判断判断阳极材料阳极材料及阴阳两极附及阴阳两极附近近离子种类离子种类及离子放电顺序及离子放电顺序先电离先电离后电解后电解16第13页/共38页（ A ）（B）（C）（D）Hg(NO3)2AgNO3AgNO3Na2SO4AgCuCuCPtPtAgFe1判断判断A、B、C、D属于原电池的是属于原电池的是_，属于，属于电解池的是电解池的是_；并写出下列装置的电；并写出下列装置的电极反应式。极反应式。DA、B、C负负 正正阴阴 阳阳 阴阴 阳阳 阴阴 阳阳巩固练习巩固练习第14页/共38页1）、用石墨作电极电解）、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片的混合溶液片刻，阴极析出的物质是刻，阴极析出的物质是 ；阳极产物是；阳极产物是 。2）、两极都用银片作电极电解）、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的时，阳极的产物是产物是 ；阴极的产物是；阴极的产物是 。练习练习2:CuCl2Ag+Ag3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。、试写出下列装置中所发生的电极反应式。石墨石墨 石墨石墨 铂铂 铜铜 铁铁 石墨石墨CuSO4溶液溶液KBr溶液溶液NaNO3溶液溶液(A) (B) (C)第15页/共38页3 3、在水中加入等物质的量的、在水中加入等物质的量的AgAg+ +、PbPb2+2+、NaNa+ +、SOSO4 42-2-、NONO3 3- -、ClCl- -，将该溶液放在用惰，将该溶液放在用惰性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量之比为（和还原产物的质量之比为（ ）A A、35.5:108 B35.5:108 B、1:21:2C C、8:1 D8:1 D、C C第16页/共38页水水增大增大增大增大水水增大增大减小减小水水增大增大不变不变电解质电解质减小减小增大增大电解质电解质减小减小电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质增大增大电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质减小减小第17页/共38页类型类型 电极反应特点电极反应特点 实例实例 电解水型电解水型 阴：阴：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2阳：阳：4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 NaOH NaOH H H2 2SOSO4 4 NaNa2 2SOSO4 4 电解电解电解质型电解质型电解质电离出的阴、阳离子分电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电别在两极放电HClHClCuClCuCl2 2 放氢放氢生碱型生碱型阴极：水放阴极：水放H H2 2产生碱产生碱阳极；电解质阴离子放电阳极；电解质阴离子放电NaClNaCl放氧放氧生酸型生酸型阴极：电解质阳离子放电阴极：电解质阳离子放电阳极：水放阳极：水放O O2 2产生酸产生酸 CuSOCuSO4 4 第18页/共38页DD第19页/共38页6.6.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，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是电源的正极是电源的正极极上发生的反应为：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，甲通电后，甲池的池的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 第20页/共38页CuSO4n乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3D第21页/共38页思考与交流思考与交流 请大家分析下列电解一段时间后，请大家分析下列电解一段时间后，为了使其恢复到和原来的溶液一样，应加为了使其恢复到和原来的溶液一样，应加入什么物质？入什么物质？HCl CuCl2 NaCl K2S CuSO4 AgNO3NaOH H2SO4（HCl气体）气体）（ CuCl2 ）（HCl气体）气体）（H2S气体）气体）（CuO）（Ag2O）（H2O）（H2O）第22页/共38页1 1、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（的浓度应向其中加入（ ）A CuSOA CuSO4 4 B H B H2 2O C CuO D Cu(OH)O C CuO D Cu(OH)2 2C C2 2、用用石墨电极电解、用用石墨电极电解1mol/LNaCl1mol/LNaCl溶液，一溶液，一段时间后，此时段时间后，此时NaClNaCl溶液浓度变为溶液浓度变为0.5mol/L,0.5mol/L,要使溶液恢复到电解前的浓度应要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（向其中加入（ ）A A、NaCl(s) BNaCl(s) B、H H2 2O O C C、通入、通入HClHCl气体气体 D D盐酸盐酸C C第23页/共38页A A第24页/共38页如何判断电解池的阴阳极呢如何判断电解池的阴阳极呢？与正极相连的一极与正极相连的一极电子流入的一极电子流入的一极阴离子移向的一极阴离子移向的一极产生产生ClCl2 2或或O O2 2的一极的一极质量减小的一极质量减小的一极阳极阳极第25页/共38页练习练习1.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电都是惰性电极，通电一段时间后，极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色极附近溶液呈红色。下列说法正确的是。下列说法正确的是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 第26页/共38页第27页/共38页1、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片刻的混合溶液片刻，阴极析出的物质是，阴极析出的物质是 ；阳极产物是；阳极产物是 。2、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产时，阳极的产物物 是是 ；阴极的产物是；阴极的产物是 。练习练习2:CuCl2Ag+Ag3、试写出下列装置中所发生的电极反应式。、试写出下列装置中所发生的电极反应式。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液(A) (B) (C)第28页/共38页三、电解规律三、电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )、电解电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液溶液时，如电解时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解电解 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的原来的浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水例如：例如：电解电解Na2SO4溶液溶液增增大大水水第29页/共38页、电解、电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸、，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl气体气体)阳极：阳极： 2Cl 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 电解电解电解盐酸电解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解减小减小溶质溶质第30页/共38页、电解、电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 2Cu2+ +4e2Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液第31页/共38页、电解、电解活泼金属的含氧酸盐溶液活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解电解第32页/共38页 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变化变化溶液复原方法溶液复原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活泼金属的含氧酸盐活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：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不活泼金属的无氧酸盐不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：阳极：2Cl- 2e- = Cl2阴极：阴极：Cu2+2e- = Cu增大增大CuCl2活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：阳极：2Cl- 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- 4e- = O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuOH？CuO第33页/共38页两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电活泼性不同的两电极极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形形成成条条件件将电能将电能 转变成化学能的装转变成化学能的装置置将化学能将化学能 转变成电能的装转变成电能的装置置定定义义装装置置实实例例电解池电解池原电池原电池装装置置第34页/共38页电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极 正极正极导线导线第35页/共38页水水增大增大增大增大水水增大增大减小减小水水增大增大不变不变电解质电解质减小减小增大增大电解质电解质减小减小电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质增大增大电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质减小减小第36页/共38页5.5.电极反应式的书写和注意事项电极反应式的书写和注意事项1. 写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总离写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总离子反应式子反应式2. 写出用铜做电极电解写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式硫酸铜溶液的电极反应式阳极阳极4OH-4e- = 2H2O+O2阴极阴极2Cu2+4e- = 2Cu总反应总反应式式2Cu2+2H2O=2Cu+4H+O2 电解电解阳极阳极 ( Cu )：阴极阴极 ( Cu )：Cu 2e Cu2+ Cu2+ + 2e Cu 第37页/共38页