化学人教版（2019）选择性必修1 4.2.1电解原理化学（共23张ppt）

(共23张PPT)
电解原理
电解池
请辨别以下装置哪个是电解池，哪个是原电池？它们的区别是什么？
CuSO4
Cu
Zn
A
电解池
1807年，英国化学家戴维把电池连上电极，放入熔融的钾的化合物中，在阴极附近产生了银白色金属，它们遇到空气就瞬间燃烧，产生紫色的火焰。
英国化学家
汉弗莱·戴维
电解水实验
电解水实验
请你根据电解水的装置分析电解池的构成要素有哪些？
①直流电源；
②阴阳电极；
阴极：与电源负极相连；
阳极：与电源正极相连。
③电解质溶液；
④形成闭合回路。
阴极
阳极
电解水实验
2H2O 2H2↑ ＋O2↑
水中存在少量的H+和OH-，
电解时两种离子分别向哪一极移动？
阴极
阳极
H+
OH-
电解池中，溶液中离子的运动方向：
阳离子(+)向阴极运动，
阴离子(-)向阳极运动。
阴阳相吸（与原电池相反）
电解水过程中，工程师如何增强水的导电能力，提高电解效率？
闭合电路后，电路中的电子如何移动？
e-
e-
电源负极 阴极
阳极 电源正极
e-
e-
+++++
+++++
+++++
+++++
- - -
- -
- - -
- -
氯化铜溶液的电解
在U形管中注入质量分数为25%的 CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如图）。把湿润的淀粉-碘化钾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。
阴极
生成Cu
A
Cu2+
Cl-
Cl-
生成Cl2
- +
阳极
氯化铜溶液的电解
与直流电源负极
相连的石墨棒(阴极）上逐渐覆盖一层
红色的固体
与直流电源正极相连的石墨棒(阴极）
上有使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝的刺激性气味的气体产生
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）
总反应：Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2↑
阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应）
“放电”
氯化铜溶液的电解
通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？如何移动？
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
石墨
Cl－
Cu2＋
Cu2＋
Cu2＋
OH－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
H＋
自由移动
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
氯化铜溶液的电解
通电后，CuCl2溶液中的离子如何移动？
定向移动，阴阳相吸
阳极
石墨
阴极
Cl－
Cu2＋
Cu2＋
H＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
OH－
Cl－
Cu2＋
e-
e-
e-
e-
氯化铜溶液的电解
该实验条件下，水电离出的H+和OH-为什么没有参与电极反应呢？
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）
阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应）
是否参与反应与其得失电子的能力有关
阴极——得电子——还原反应
阳极——失电子——氧化反应
氯化铜溶液的电解
溶液中只考虑部分
活性电极(除Pt、Au以外的金属电极)：
活性电极失去电子，电极溶解，溶液中阴离子不能失去电子
阴极（得电子能力）：溶液中的离子放电
(无需考虑电极材料)
Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+(水) > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+
各种离子的放电顺序总结：
阳极（失电子能力）：
(需要考虑电极材料)
S2- > I- > Fe2+ > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F-
惰性电极(Pt、Au、石墨等)：溶液中的离子放电
溶液中只考虑部分
应用模型
回忆初中学过的电解水实验
水中可加入少量Na2SO4或NaOH以增强导电性。
画出以石墨电极电解水（含有少量Na2SO4）的装置示意图，并写出阴极、阳极的电极反应式。
应用模型
＋ －
直流电源
Na＋
H＋
OH－
C
C
含有少量Na2SO4的水
阴极：
阳极：
2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋
e-
e-
阴极
阳极
得电子能力： H＋＞Na＋
失电子能力：OH－＞
总反应：
2H2O2H2↑＋O2↑
能否换成NaCl溶液呢？
（H2OH＋＋OH－）
（H2OH＋＋OH－）
应用模型
＋ －
直流电源
Na＋
H＋
Cl－
OH－
C
C
NaCl溶液
阴极：
阳极：
2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
2Cl-－2e－＝Cl2↑
e-
e-
阴极
阳极
得电子能力： H＋＞Na＋
失电子能力：Cl－＞OH－
总反应：
2H2O＋2Cl-H2↑＋Cl2↑＋2OH－
电极方程式的书写
阴极（+e-）：
各种离子的放电顺序总结：
阳极（- e-）：
H+
OH-
Na+
SO42-
Cu2+
Cl-
(Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+)
(含氧酸根> F-)
(Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+)
(S2- > I- > Fe2+ > Br- > Cl-)
>
>
>
>
Cu
>
(活性电极)
（1）
电解水型：Na2SO4
NaOH
H2SO4
（2）
电解电解质型：
CuCl2
Cu(OH)2
HCl
（3）
电解水和电解质型：
NaCl
CuSO4
如果有活性电极，
活性电极先放电。
看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应
小结
（电解槽）
直流电源
（电解质溶液/熔融电解质）
得电子
失电子
（导线）
原电池与电解池
电解池（电能转化为化学能）
原电池（化学能转化为电能 ）
课后练习
1．下列有关电解的叙述中不正确的是
A．与电源正极相连的是阳极
B．与电源负极相连的是阴极
C．在阴极上发生氧化反应
D．阴离子向阳极方向迁移
2．下列说法中正确的是
A．在原电池中，电子由正极通过导线流向负极
B．在原电池中，还原剂在负极发生氧化反应
C．在电解池中，与电源正极相连的电极是阴极
D．在电解池中，还原剂在阴极发生氧化反应
课后练习
3．实验室电解饱和食盐水的装置如图所示。下列判断正确的是
A．电极a为阴极
B．电极b上发生了还原反应
C．阳极附近溶液变红
D．阴极产生黄绿色气体
课后练习
4．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：
Cu2＋＋2e－=Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动
课后练习