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化学选修4电解池课件

第四章 电化学基础
第三节 电解池
【复习回顾】
想一想:构成原电池的条件是什么?
原电池的电极如何 e-
e-
判写断一?写:原电池的电极反应式? Zn
Cu
负极: Zn – 2e- = Zn2+ 正极: Cu2+ + 2e- = Cu
电池总反应:Zn+Cu2+ = Zn2++Cu CuCl2溶液
联想*质疑
C
【思考9】电解氯化铜溶液时,溶液中Cu2+和Cl-放电
基本完毕后,电解过程是否也就停止 了呢?溶液中Cu2+和Cl—放电完毕后,原溶液变为纯水,
此时,在纯水中存在H+和OH—, H+在阴极放电, OH—在阳极放电,实际上是电解水的过程,所以:
阴极:4H+ + 4e— = 2H2 ↑ 阳极:4OH— -4e— =2H2O + O2 ↑ 总反应:2H2O电=解2H2↑ + O2 ↑
实验分析:
电解氯化铜溶液微观模拟
一. 电解原理 1. 电解: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。 注意:电流必须是直流电
2. 电解池(电解槽): 把电能转化为化学能的装置
【思考1】电解池的两极是怎样确定的?
3. 两个电极
e-
阴极
e-
阳极
C
C
CuCl2溶液
阴极:与电源负极相连——电子流进——还原反应 阳极:与电源正极相连——电子流出——氧化反应
总反应:
2NaCl
+
电解
2H2O =
2NaOH
+
H2
↑+
Cl2

放氢生碱型 【思考7】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠,其结
果又如何呢?写出电极反应。
熔融的氯化钠中有Na+和Cl- ,Na+在阴极放 电生成金属钠,Cl-在阳极放电生成氯气。
阴极:2Na+ +2e- = 2Na
(还原反应)
阳极
阳极:2Cl- -2e- = Cl2↑
只在熔融状态下放电:Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+
e- 阴极
e- 阳极
C
C
阴极:Cu2++2e-=Cu
还原反应
CuCl 溶液
阳极:放电顺序
①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳
离子进人溶液,溶液中的阴离子不能在电极上放电。
②用惰性电极(Pt 、Au、石墨、钛等)时: 根据阴离子放电顺序加以判断:
电解 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
放氧生酸型
(1)溶液中所含阳离子:H+、Na+, e-
e-
放电顺序:H+ > Na+
阴极
阳极
C
C
阴 极:2H+ + 2e— = H2 ↑
(2)溶液中所含阴离子:OH—、Cl—,
放电顺序:Cl— > OH—
NaCl溶液
阳 极:2Cl— -2e— = Cl2 ↑
惰性电极(铂、金、石墨):
——仅仅导电,不参与反应
活性电极(除铂、金外的金属):
——既可以导电、又可以参与电极反应
e-
阴极
e-
阳极
e-
阴极
e-
阳极
C
C
Cu
Cu
CuCl2溶液
阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:2Cl--2e-=Cl2 ↑
CuCl2溶液
阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:Cu-2e-=Cu2+
C
如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液 中,外接直流电源,这还是原电池装置?
CuCl2溶液
实验4-2:用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液
现象
阴极:碳棒上有一层红色的物质析出
——铜
阳极
阴极
阳极:有气泡,气体有刺激性气
味,并能使 湿润的KI-淀
粉试纸变蓝 ——Cl2
氯 气

CuCl2溶液
结论:CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化,分解生成了Cu和Cl2
(氧化反应)
氯 气
总式:2NaCl 电解 2Na+Cl2 ↑
熔融NaCl
阴极 钠
【思考8】分析电解反应(用惰性电极时)的 一般思路是什么?
小结1:分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路:
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、 还原性强弱判断反应的离子先后, 最后分析得出产物
CuCl 溶液
电解电解质型
(1)溶液中所含阳离子:H+、Na+, e-
e-
放电顺序:H+ > Na+
阴极
阳极
C
C
阴 极:2H+ + 2e— = H2 ↑
(2)溶液中所含阴离子:OH—、SO42—,
放电顺序:OH— >SO42— 阳 极:4OH- - 4e- =2H2O+O2
Na2SO4溶液

总反应: 2H2O 电解 2H2 ↑ + O2 ↑
电解水型
(1)溶液中所含阳离子:H+、Cu2+, e-
e-
放பைடு நூலகம்顺序:Cu2+>H+
阴极
阳极
C
C
阴 极:Cu2+ + 2e— = Cu
(2)溶液中所含阴离子:OH—、SO42—,
放电顺序:OH— >SO42— 阳 极:4OH- - 4e- =2H2O+O2
CuSO4溶液

总反应:2CuSO4+ 2H2O
5. 电极反应式的书写:
(以电解CuCl2 为例)
e-
阴极
e-
阳极
阳离子移向阴极放电
阴极:Cu2++2e-=Cu
还原反应 C
C
阴离子移向阳极放电
阳极:2Cl--2e- =Cl2 ↑ 氧化反应
总反应式:
电解
CuCl2
Cu+Cl2 ↑
【思考5】什么叫放电?
CuCl2溶液
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 【思考6】为什么Cu2+、Cl-放电,而不是H+和OH-
阴离子的放电顺序:
S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)
>说F明- :在水溶液中只考虑:S2-﹥I-﹥Br-﹥Cl-
e-﹥OH-
阴极
e-
阳极 阴极:Cu2++2e-=Cu 还原反应
C
C 阳极:2Cl--2e-=Cl2 ↑ 氧化反应
总反应:CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
【4.思形考成2】电形解成池电的解条池件的条件是什么?
⑴与电源相连的两个电极
e-
e-
⑵电解质溶液或熔化的电解质 阴极
阳极
⑶形成闭合回路
C
C
电子流向:
从负极→阴极,再从阳极→正极。 CuCl2溶液
【(思注:考电3子】只在在外电电解路定过向程移中动,,不电能从子溶、液中离移子动)
离子定向移动的方向: 是如何形成闭合回路 的呢阳阴?离离子子向 向阴 阳极 极移 移动动。, 【思考4】电解质溶液导电的实质是什么?
6.离子放电顺序
阴极:阳离子放电:
Ag+﹥Hg2+﹥Fe3+﹥Cu2+﹥[H+] ﹥ Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥ [H+] ﹥ Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+
【说明】:
水溶液中只考虑:Ag+﹥Hg2+﹥Fe3+﹥Cu2+﹥【H+】
浓度很大时排在H+前面:Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥[H+]
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