化学人教版（2019）选择性必修1 4.2.1电解原理（共39张ppt）

(共39张PPT)
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请你回忆！
回忆铜锌双液原电池的工作原理
盐桥
Zn片（负极）
Cu片（正极）
电流表
ZnSO4
CuSO4
e－
e－
e－
e－
Zn2＋
Cu2＋
Cl－
K＋
Zn－2e－=Zn2＋
Cu2＋＋2e－=Cu
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请你思考！
如果把盐桥换成铜导线连接，原理是否一样？
铜丝
Zn片
Cu片
电流表
ZnSO4
CuSO4
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化学史话
亚历山德罗·伏特
意大利物理学家
伏打电池
伏打电池的发现引起化学家利用电解法研究元素的兴趣。
1807年 电解熔融碳酸钾制得钾；
电解熔融碳酸钠制得钠。
1808年 电解制得镁、钙、锶、钡；
用钾还原无水硼酸制得硼。
戴维
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化学史话
贝采里乌斯
1823年 用钾还原四氟化硅制得硅
1825年奥斯特用钾汞齐还原无水氯化铝得到铝；
1886年莫瓦桑电解法制得氟。
第二节
电解池
第四章 化学反应与电能
赵健
第1课时 电解原理
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请你回忆！
请回忆初中和高一课本中出现过“电解”的地方
在通电条件下水分解生成氧气和氢气
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探究电解的原理
电解池是把电能直接转化为化学能的装置
电解池工作原理示意图
阳离子
阴离子
e-
e-
氧化反应
还原反应
与直流电源的负极相连
与直流电源的正极相连
H2O
O2
H2
离子导体
01 电解原理
赵健
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电解原理
用石墨电极电解CuCl2溶液
【实验4-2】
在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒做电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近，接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
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电解原理
用石墨电极电解CuCl2溶液
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电解原理
用石墨电极电解CuCl2溶液
实验现象 实验结论
电流表指针____________ 说明电解质溶液导电，形成_________
电极b上逐渐覆盖了一层____________ _____________________
电极a上有___________的气体产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸______ _____________________
发生偏转
红色物质
刺激性气味
变蓝
闭合回路
析出金属铜
产生了氯气
实验表明，CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2
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电解原理
电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）
阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应）
总反应：Cu2+ + 2Cl- === Cu + Cl2↑
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电解原理
电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
微观
通电前
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电解原理
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通电前：
CuCl2
Cu2+
+
2Cl-
通电时：
向阴极迁移
向阳极迁移
H2O
H+
OH-
+
电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）
阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应）
总反应：Cu2+ + 2Cl- === Cu + Cl2↑
Cu2+ ＞ H+
放电顺序
放电顺序
Cl- ＞ OH-
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电解原理
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电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
电解池：把电能直接转化为化学能的装置。
直流电源
阳极
阴极
阳离子
阴离子
e-
离子导体
e-
氧化反应
还原反应
失电子
得电子
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电解原理
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电解原理
氧化
反应
还原
反应
阴离子
阳离子
氧化反应
还原反应
阳极
阴极
阴离子移向______；
阳离子移向______
阳极
阴极
离子流向
反应类型
电子流向
电源____极流向____极
____极流向电源____极
负
阴
阳
正
e-
e-
电子导体
离子导体
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电解原理
电解池构成条件
1) 外加直流电源
阳极：接电源正极
阴极：接电源负极
2) 两个电极
惰性电极：C、Pt、Au等
活性电极：Fe、Cu、Ag等
阳极、阴极
3) 电解质溶液或熔融电解质
4) 形成闭合回路
赵健
02 电极反应式的书写
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用石墨电极电解NaCl溶液
电解NaCl溶液，电极反应式如何书写？
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用石墨电极电解NaCl溶液
通电前：
NaCl Na+ + Cl-
向阴极迁移
向阳极迁移
H2O H+ + OH-
通电时：
电解NaCl溶液，电极反应式如何书写？
H+＞Na+
放电顺序
放电顺序
Cl- ＞ OH-
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请你思考！
电解NaCl溶液，电极反应式如何书写？
阴极 阳极
离子
分析电极 反应
产物检验 方法
总反应 Cl- OH-
Na+ H+
点燃法检验H2
酚酞溶液检验碱性
↑
2NaCl +
2H2O
电解
H2 + 2NaOH + Cl2
↑
H2O
H+
OH-
+
2e-
↑
2H+
H2
+
2H2O+2e-
↑
H2 +2OH-
湿润淀粉KI试纸
检验Cl2
2Cl--2e-=Cl2
↑
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放电顺序
阳极放电顺序：失电子能力
金属失电子，发生氧化反应
若为活性电极：
若为惰性电极(Pt、Au、C等)：
仅溶液中的阴离子放电
活泼金属＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH-＞ 含氧酸根离子(等) ＞F-
(只传递电子本身不失电子)
S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH-＞ 含氧酸根离子(等) ＞F-
水溶液中不放电
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放电顺序
阴极放电顺序：阳离子得电子能力
总是：溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，与电极材料无关
Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
氧化性强的离子先放电：
水溶液中不放电，熔融态放电
即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子
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电极反应式书写的一般思路
②明确溶液中存在哪些离子
③判断阴阳离子的放电顺序
④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
①判断电极材料
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电解Na2SO4溶液会有怎样的结果？
H2O H+ + OH—
Na2SO4 ＝ 2Na++ SO4
2—
离子放电的顺序
阳离子
阴离子
H+ > Na+
OH－ > SO42－
4OH－－4e－＝2H2O +O2↑
4H+ +4e－＝2H2 ↑
总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑
电解
阳极 ：
阴极：
03 电解规律
赵健
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电解规律
阴极
阳极
氯
气
铜
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
CuCl2





阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑
阴极：Cu2++ 2e-=2Cu
减小
增大
CuCl2
CuCl2溶液
CuCl2 Cu+Cl2 ↑
电解
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电解规律
阳极
阴极
氧气
氢
气
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
Na2SO4





阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
变大
不
变
加
H2O
Na2SO4溶液
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
电解
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电解规律
阳极
阴极
氯气
氢
气
实例
电极反应
浓度
PH值
复原
NaCl





阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
减小
增
大
加
HCl
NaCl溶液
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电解规律
实例 电极反应 浓度 PH值 复原
CuSO4
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
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解
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电解规律（惰性电极）
阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
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电解规律
电解盐酸
+
-
A
HCl溶液
H+
Cl-
Cl-
石墨棒
阴极
阳极
HCl = H+ + Cl-
H2O H+ + OH-
阳极：2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极：2H+ +2e-= H2↑
总反应式：2HCl === H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
练习
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。
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原电池
铜丝
Zn片
Cu片
电流表
ZnSO4
CuSO4
电流表有偏转
电解池
请你思考回答！
如果把盐桥换成铜导线连接，原理是否一样？
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练习
1，下图所示装置中，属于电解池的是_______（填序号）。
③⑥
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练习
2，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
A　
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3.如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是表中的( )
选项 a极板 b极板 X电极 Z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
A
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练习
4.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
C
赵健
谢谢观看
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