高中化学选修4课件--18电解池1.ppt

第四章 电化学基础,2024年4月28日星期日,第三节 电解池第一课时,有关电解,金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。,电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。,2,一、电解原理（以电解氯化钠为例）,探究：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：有金属钠析出,3,分析：,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：Na+阴离子：Cl-无规则运动,通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关,（2）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl-2e-=Cl2 氧化反应 阴极：2Na+2e-=2Na 还原反应总式：,4,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。（强制性的氧化还原反应）,电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。,构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源负极的为阴极，阴极送出电子强制发生还原反应接电源正极的为阳极，阳极收回电子强制发生氧化反应 仔细理解个中含义，这是电解的关键！(3)电解质溶液或熔化的电解质,5,电子的流向:由电源决定！电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,离子定向移动的方向:阳离子向 阴极移动,阴离子向 阳极移动.,惰性电极与活性电极：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,6,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。,以电解氯化铜为例,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,阴极,阳极,氯气,铜,CuCl2溶液,7,实验分析：,通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+阴离子：OH-、Cl-做无规则运动,通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关,8,（3）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl-2e-=Cl2氧化反应 阴极：Cu2+2e-=Cu 还原反应总式：,（2）判断离子的放电顺序：阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH-,（4）分析电解质溶液的变化情况：CuCl2溶液浓度降低,9,电解饱和食盐水反应原理,思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。,在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源,实验装置,10,如果二支电极均用铁棒作电极，电解食盐水，阴阳极产物又如何？,阴极产物不变！即表明阴极无论用什么材料对阴极产物没影响；那阳极呢？,是OH-失电子?还是Cl-失电子?还是Fe失电子？仔细分析！,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,阳极：金属材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，此时轮不到阴离子在电极上放电。？用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易原则）是：,S 2-SO32-I-Br-Cl-OH-即便OH-微量时也轮不到NO3-、SO42-、F-这些离子放电（失电子）,Ag+Fe3+Cu2+H+（大量）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)（微量）注：当离子浓度相差较大时，放电顺序可能要发生变化，在水溶液中这些离子Al3+、Mg2+、Na+、Ca+、K+永远也不会得电子？,阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的只能是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：,12,牢记：放电顺序,电解规律！哪来规律？记住前边放电顺序就不需要这些所谓的规律了！,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2 e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,、,13,阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-=2H2,变大,不变,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2+O2,、,14,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,减小,增大,加HCl,NaCl溶液,、,15,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极：Cu2+2e-=Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液,、,16,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2、HCl与区：放氢生碱型 如NaCl与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,17,1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,巩固练习,18,2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,19,3.在下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变,AC,20,4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg,B,21,