2019-2020学年高中化学 第4章 第3节 第1课时 电解原理课件 新人教版选修4.ppt

第1课时电解原理 知识铺垫 新知预习 自主预测 1 NaCl CuSO4在水中的电离方程式分别为 2 1 金属Zn Fe Cu的还原性逐渐减弱 Zn2 Fe2 Cu2 的氧化性逐渐增强 即Zn2 Fe2 Cu2 得电子能力逐渐增强 2 Cl2 Br2 I2的氧化性逐渐减弱 Cl Br I 的还原性逐渐增强 即Cl Br I 失电子的能力逐渐增强 3 工业上电解法冶炼镁 知识铺垫 新知预习 自主预测 一 电解池1 定义将电能转化为化学能的装置 2 构成 1 直流电源 2 电解质溶液 3 两个电极 与电源负极相连的是阴极 与电源正极相连的是阳极 4 形成闭合回路 知识铺垫 新知预习 自主预测 3 工作原理 以电解CuCl2溶液为例 知识铺垫 新知预习 自主预测 二 电解1 定义使电流通过电解质溶液而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程 2 特点 1 电解是最强有力的氧化还原手段 是不可逆 填 可逆 或 不可逆 的 2 从本质上看 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程 知识铺垫 新知预习 自主预测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 电解池能将化学能转化为电能 2 电解质溶液导电属于化学变化 3 电解池的阳极与电源的负极相连 4 电解时 阳离子向阴极定向运动 阴离子向阳极定向运动 5 电解任何物质 阳极失电子总数与阴极得电子总数相等 答案 1 2 3 4 5 知识铺垫 新知预习 自主预测 2 将两个石墨棒与直流电源的两极相连 并插入氯化铜溶液中 则下列说法中正确的是 A 在两个电极上都有无色气体产生B 与电源正极连接的一极上有气体产生C 在阳极的石墨棒上有紫红色的金属析出D 随着反应的进行 溶液的浓度越来越大答案B 探究一 探究二 电解时电极产物的判断问题探究1 电解池中 阴 阳两极的材料与电解产物有关系吗 答案阳极产物与阳极材料有关 阴极无关 2 用惰性电极电解CuSO4与NaCl的混合溶液 首先在阴 阳两极产生什么物质 答案阳极产生Cl2 阴极产生Cu 探究一 探究二 知识归纳1 电解池阴 阳极的判断 探究一 探究二 探究一 探究二 典例剖析 典例1 现用Pt作电极电解1L浓度均为0 1mol L 1的HCl CuSO4的混合溶液 装置如图 下列说法正确的是 A 电解开始时阴极有H2放出B 电解开始时阳极上发生 Cu2 2e CuC 当电路中通过电子的量超过0 1mol时 此时阴极放电的离子发生了变化D 整个电解过程中 不参与电极反应 探究一 探究二 解析依据放电顺序 阴极先放电的是Cu2 故阴极开始析出的是Cu 阳极先放电的是Cl 故阳极开始产生的是Cl2 A B两项错误 n Cu2 0 1mol 由阴极反应Cu2 2e Cu可知 当电路中通过电子的量达到0 2mol时 此时Cu2 消耗完毕 阴极放电离子变为H 所以C项错误 阳极先是Cl 放电 当Cl 消耗完毕 此时H2O电离产生的OH 开始在阳极放电 不参与电极反应 答案D 探究一 探究二 解答有关电解问题的步骤 1 首先要判定是否为电解池 有外接直流电源则为电解池 否则不是电解池 2 对于电解池 首先要考虑阳极材料 若为惰性电极 溶液中的阴离子被氧化 若为活泼金属电极 则被氧化的是电极本身 3 若溶液中的阴 阳离子有多种 则要根据离子放电顺序判定什么离子先放电 什么离子后放电 并写出电极反应式 4 根据电极反应式解答相关问题 探究一 探究二 变式训练1某同学按如图所示的装置进行电解实验 下列说法不正确的是 A 电解过程中 铜电极上有H2产生B 电解初期 总反应方程式为Cu H2SO4CuSO4 H2 C 电解一段时间后 石墨电极上有铜析出D 整个电解过程中 H 的浓度减小 解析Cu电极为阳极 电极反应式为Cu 2e Cu2 故A项错误 电解初期 阴极反应为2H 2e H2 总反应方程式为Cu H2SO4CuSO4 H2 溶液中H 的浓度减小 故B D两项正确 电解一段时间后 溶液中Cu2 的浓度较大 此时阴极反应为Cu2 2e Cu 故C项正确 答案A 探究一 探究二 使用惰性电极电解电解质溶液的基本类型问题探究1 电解H2SO4溶液与盐酸溶液 惰性电极 的产物相同吗 溶液pH有何变化 答案阴极产物相同 都是H2 阳极产物不同 H2SO4 O2 HCl Cl2 电解后硫酸溶液pH减小 盐酸pH增大 2 用惰性电极电解食盐水一段时间后 若要使溶液复原 应加入什么物质 答案加入HCl 探究一 探究二 知识归纳用惰性电极电解电解质溶液的基本类型 探究一 探究二 探究一 探究二 典例剖析 典例2 如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液 下列实验现象中正确的是 A 逸出气体的体积 a电极的小于b电极的B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体C a电极附近呈红色 b电极附近呈蓝色D a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 探究一 探究二 解析a b电极分别为电解池的阴极和阳极 其电极反应分别是4H 4e 2H2 和4OH 4e O2 2H2O 即a极逸出的气体体积比b极大 a极和b极溶液分别显碱性和酸性 故可以看到a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 答案D 探究一 探究二 1 若阴极为H 放电 则阴极区c OH 增大 若阳极区为OH 放电 则阳极区c H 增大 若阴极 阳极同时有H OH 放电 相当于电解水 电解质浓度增大 饱和溶液除外 2 电解后要恢复原电解质溶液的浓度 需要加入适量的某物质 该物质一般是阴极与阳极产物的化合物 探究一 探究二 变式训练2用惰性电极进行电解 下列说法正确的是 A 电解稀硫酸 实质上是电解水 故溶液pH不变B 电解稀氢氧化钠溶液 要消耗OH 故溶液pH减小C 电解硫酸钠溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2D 电解氯化铜溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1解析电解稀硫酸实质上是电解水 c H 增大 溶液pH减小 A项错误 电解稀氢氧化钠溶液 实质上也是电解水 c OH 增大 溶液pH增大 B项错误 电解硫酸钠溶液 在阴极上生成H2 阳极上生成O2 其物质的量之比为2 1 C项错误 答案D 1 2 3 4 5 1 下列关于电解池的叙述中 不正确的是 A 与电源正极相连的是电解池的阴极B 电解池是电能转化为化学能的装置C 溶液中的阳离子移向阴极D 在电解池的阳极发生氧化反应解析与电源正极相连的是电解池的阳极 与电源负极相连的是电解池的阴极 答案A 1 2 3 4 5 2 下图中能验证用惰性电极电解氯化钠溶液 含酚酞 的电解产物的装置是 1 2 3 4 5 解析电解饱和食盐水生成H2和Cl2 H2可用向下排空气法收集检验 Cl2可用碘化钾淀粉溶液检验 排除A B 生成H2的一极为阴极 与电源负极相连 生成Cl2的一极为阳极 与电源正极相连 据此可知电子流向正确的为D项 答案D 1 2 3 4 5 3 将含有KCl CuBr2 Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解 且电解时间足够长 有以下结论 溶液中几乎没有Br 电解质溶液为无色 最终溶液显碱性 K Na 和的浓度几乎没有变化 其中正确的是 设Cl2 Br2全部从溶液中逸出 A B C D 答案A 1 2 3 4 5 4 用石墨棒作电极 在Na Cu2 Cl 中选出适当离子组成电解质 电解其溶液 写出符合条件的一种电解质的化学式 1 当阴极放出H2 阳极放出O2时 电解质是 2 当阴极析出金属 阳极放出O2时 电解质是 3 当阴极放出H2 阳极放出Cl2时 电解质是 4 通过电子的物质的量与阴极析出金属的物质的量 阳极放出气体的物质的量之比为4 2 1时 电解质的化学式是 1 2 3 4 5 解析 1 当阴极放出H2 阳极放出O2时 则电解时放电离子分别为H OH 实际被电解的物质为H2O 电解质为活泼金属含氧酸盐Na2SO4 2 当阴极析出金属 阳极放出O2时 电解时放电离子为金属离子 OH 实际被电解的物质为H2O和电解质 应为CuSO4 3 当阴极放出H2 阳极放出Cl2时 放电离子为H Cl 则电解质应为NaCl 4 由题所给离子及离子的放电顺序可知 阴极析出的金属为Cu 阳极放出的气体为O2 其电极反应为阴极2Cu2 4e 2Cu 阳极4OH 4e 2H2O O2 此时电极产物的物质的量之比为2 1 符合题意 电解质为CuSO4 答案 1 Na2SO4 2 CuSO4 3 NaCl 4 CuSO4 1 2 3 4 5 5 甲 乙两池电极材料都是铁棒与石墨棒 请回答下列问题 1 若两池中均为CuSO4溶液 反应一段时间后 有红色物质析出的是甲池中的棒 乙池中的棒 乙池中阳极的电极反应式是 2 若两池中均为饱和NaCl溶液 写出乙池中总反应的离子方程式 甲池中石墨棒电极上电极反应式是 乙池中石墨棒电极上电极反应属于 填 氧化反应 或 还原反应 1 2 3 4 5 解析甲为原电池 乙为电解池 1 若两池中均为CuSO4溶液