鲁科版高中华学化学反应原理选修电能转化为化学能—电解课件

（鲁科版）化学反应原理（选修）（鲁科版）化学反应原理（选修）（一）分析电解反应的一般思路：（一）分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子、电极明确溶液中存在哪些离子、电极阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子根据放电顺序分析，得出产物根据放电顺序分析，得出产物练习：练习：分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。（）硝酸银溶液（）硝酸银溶液 （）氯化钠溶液（）氯化钠溶液（）稀硫酸（）稀硫酸 （）氢氧化钠溶液（）氢氧化钠溶液电解电解含氧酸含氧酸、强碱强碱溶液、溶液、活泼金属的含氧酸盐活泼金属的含氧酸盐溶液溶液时，实质上是时，实质上是电解水电解水。如电解。如电解H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3、NaOHNaOH、NaNa2 2SOSO4 4等溶液时其电极反应式为：等溶液时其电极反应式为：阳极：阳极：4OH4OH -4e-4e-2H 2H2 2O+OO+O2 2阴极：阴极：4H4H+4e+4e 2H 2H2 2 总反应：总反应：2H2H2 2O=OO=O2 2+2H+2H2 2 电解电解电解液复原：电解液复原：电解后溶液中溶质的质量分数增大，电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水水即可。即可。（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律1 1、本质是电解水型：本质是电解水型：电解电解无氧酸无氧酸溶液溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧不活泼金属的无氧酸盐酸盐溶液时，实质上是溶液时，实质上是电解质本身电解质本身被电解。如电解被电解。如电解盐酸、盐酸、CuClCuCl2 2溶液等时溶液等时电解液复原：电解液复原：电解后溶液中溶质的质量分数减小，电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的通入一定量的HClHCl气体气体)阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e-ClCl2 2阴极：阴极：2H2H+2e+2eH H2 2 总反应：总反应：2HCl=Cl2HCl=Cl2 2+H+H2 2 电解电解电解盐酸电解盐酸2 2、本质是电解电解质本身、本质是电解电解质本身（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解部分被电解，如电解CuSOCuSO4 4溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶等。溶等。阳极阳极 ：4OH4OH -4e-4e-2H2H2 2O+OO+O2 2阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e2Cu2Cu总反应：总反应：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O=2Cu+OO=2Cu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 电解电解电解液复原：电解液复原：电解后原溶液中溶质的质量分数减电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量小，若要恢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CuSOCuSO4 4溶液溶液3 3、放氧生酸型、放氧生酸型（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，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NaClNaCl溶液等。溶液等。电解液复原：电解液复原：电解后原溶液中溶质的质量分数减小，电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HClHCl。阳极阳极(C)(C)：2Cl2Cl-2e-2e-Cl Cl2 2 阴极阴极(C)(C)：2H2H+2e+2e H H2 2 总反应：总反应：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O=2NaOH+ClO=2NaOH+Cl2 2+H+H2 2 电解电解4 4、放氢生碱型、放氢生碱型（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律（二）、惰性电极电解电解质溶液的规律电解电解NaClNaCl溶液溶液（三）（三）原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较装置装置原电池原电池电解池电解池能量转化能量转化电极名称电极名称电极反应电极反应电子流动电子流动方向方向化学能转化为电能化学能转化为电能电能转化为化学能电能转化为化学能正极、负极正极、负极阴极、阳极阴极、阳极负极：负极：本身失电子，本身失电子，发生氧化反应发生氧化反应正极：正极：溶液中阳离溶液中阳离子（或子（或O O2 2）得电子）得电子,发生还原反应发生还原反应阴极：阴极：阳离子得电子，发阳离子得电子，发生还原反应生还原反应阳极：阳极：活性电极：活性电极：本身本身失电子，发生氧化反应失电子，发生氧化反应惰性电极：惰性电极：阴离子失电阴离子失电子发生氧化反应子发生氧化反应电子由电子由负极流出负极流出经经外电路外电路流入正极流入正极电子由电源电子由电源负极流出负极流出经导线经导线流向流向阴极，阳离子得电子阴极，阳离子得电子；阴离子在阴离子在阳极失电子阳极失电子经导线经导线流向电源流向电源正极正极1 1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（得到氢气的是（）A.NaA.Na2 2SOSO4 4 B.AgNOB.AgNO3 3 C.NaCl D.NaOH C.NaCl D.NaOH2 2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水的量都发生变化的是（的量都发生变化的是（）A.NaA.Na2 2SOSO4 4 B.AgNOB.AgNO3 3 C.NaCl D.NaOH C.NaCl D.NaOH3 3、以石墨作电极电解水时，溶液、以石墨作电极电解水时，溶液pHpH值变大的是值变大的是（）A.NaA.Na2 2SOSO4 4 B.AgNOB.AgNO3 3 C.NaCl D.NaOH C.NaCl D.NaOHBB CC D4 4、串联电解熔融、串联电解熔融KClKCl、MgClMgCl2 2、AlAl2 2O O3 3一段时间后，析一段时间后，析出出K K、MgMg、AlAl的物质的量之是的物质的量之是 。dabcKI淀粉试纸淀粉试纸5 5、c c作为笔在左边纸上写字，作为笔在左边纸上写字，字迹变蓝，则字迹变蓝，则b b是是极，极，c c上发生的反应为：上发生的反应为：，d d的总化学反应方程式为：的总化学反应方程式为：。6:3:2正正2I2I-2e-2e-I I2 2 2KI+2H 2KI+2H2 2O=HO=H2 2+I+I2 2+2KOH+2KOH 电解电解作业：作业：P18 P18 第一题（不一定列表格）第一题（不一定列表格）二、电解原理的重要应用二、电解原理的重要应用H+Na+Cl-OH-阳极阳极:放出有刺激性气味的气体放出有刺激性气味的气体阴极阴极:放出无色无味的气体放出无色无味的气体1 1、电解饱和食盐水、电解饱和食盐水电极反应方程式电极反应方程式 阴极：阴极：2H2H+2e+2e-H H2 2阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e-ClCl2 2总式：总式：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O =2NaOH+Cl=2NaOH+Cl2 2+H+H2 2通电通电注意：注意：阴极区阴极区pHpH值升高，酚酞变红（阴极与负极相连）值升高，酚酞变红（阴极与负极相连）+-纯铜纯铜粗铜粗铜 电解液电解液(CuSOCuSO4 4溶液溶液)阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e-Cu Cu（还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu-2eCu-2e-CuCu2+2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征纯铜纯铜作作阴极阴极，粗铜粗铜作作阳极阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子阳极主要金属与电解质中的阳离子相同相同电解液电解液CuSOCuSO4 4的浓度的浓度略变小略变小，有杂质离子，有杂质离子ZnZn2+2+、FeFe2+2+、NiNi2+2+杂质杂质ZnZn、FeFe、NiNi、AgAg、AuAu如何除去？如何除去？2 2、铜的电解精炼、铜的电解精炼阳极阳极还包含还包含ZnZn、FeFe、NiNi失电子，且比失电子，且比CuCu先失电子先失电子+-铁片铁片铜片铜片 电镀液电镀液(CuSOCuSO4 4溶液溶液)阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e-Cu Cu（还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu-2eCu-2e-Cu Cu2+2+（氧化反应）（氧化反应）特征特征镀件镀件作作阴极阴极，镀层金属镀层金属作作阳极阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同相同电镀液电镀液CuSOCuSO4 4的浓度的浓度基本不变基本不变3 3、电镀、电镀电镀的定义：电镀的定义：P16电镀的意义：电镀的意义：P16（1 1）电镀铜）电镀铜+-铁片铁片锌片锌片 电镀液电镀液(ZnClZnCl2 2溶液溶液)说明：说明：因因ZnZn2+2+离子浓度远大于离子浓度远大于+离子浓度离子浓度 ZnZn2+2+HH+，则，则ZnZn2+2+放电放电（2 2）电镀锌）电镀锌阴极：阴极：ZnZn2+2+2e+2e-Zn Zn （还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Zn-2eZn-2e-Zn Zn2+2+（氧化反应）（氧化反应）原电池、电解池、电镀池判定规律原电池、电解池、电镀池判定规律若若无外接电源无外接电源，可能是可能是原电池原电池，然后依据原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是的形成条件分析判定，主要思路是“三看三看”先看先看电极：电极：两极为导体且活泼性不同两极为导体且活泼性不同 再看再看溶液：溶液：两极插入电解质溶液中两极插入电解质溶液中 后看后看回路：回路：形成闭合回路或两极接触形成闭合回路或两极接触若若有外接电源有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池电解池或或电镀池电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子属阳离子相同相同，则为，则为电镀池电镀池，其余情况为电解池。，其余情况为电解池。练习练习1 1：在在50mL 0.2mol/L50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解电极，通电电解(不考虑水分蒸发不考虑水分蒸发)，则：，则：若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化？度将怎样变化？若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 。如果两极均为铜片且不考虑如果两极均为铜片且不考虑H H+在阴极上放电当电在阴极上放电当电路中有路中有0.01mol0.01mol电子通过时，阴极增重电子通过时，阴极增重 g g，阴极上的电极反应式是阴极上的电极反应式是 。不变不变0.32Zn Zn ZnZn2+2+2e+2eCuCu2+2+2e+2eCuCu练习练习2 2：下列叙述下列叙述不正确不正确的是（的是（）A A电解饱和食盐水时，用铁作阳极，电解饱和食盐水时，用铁作阳极，ClCl发生发生 氧化反应氧化反应B B电解法精炼铜时，纯铜作阴极，电解法精炼铜时，纯铜作阴极，CuCu2+2+发生发生 还原反应还原反应C C电镀铜时，金属铜作阳极，电镀液可用硫酸电镀铜时，金属铜作阳极，电镀液可用硫酸 铜溶液铜溶液D D铜锌原电池中，锌作负极，电子从锌极流向铜锌原电池中，锌作负极，电子从锌极流向 铜极铜极 A练习练习3 3：某同学按右图所示的装置进行电解实验。某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、电解过程中，铜电极上有、电解过程中，铜电极上有H H2 2产生产生B B、电解初期，主反应方程式为：、电解初期，主反应方程式为：CuCuH H2 2SOSO4 4 CuSO CuSO4 4H H2 2C C、电解一定时间后，石墨电极上有铜析出、电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D D、整个电解过程中，、整个电解过程中，H H的浓度不断增大的浓度不断增大 B C 作业：作业：P18 第第2、3题题