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第二节 电解池
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第一课时 电解原理
电解原理
水质电解器真的可以区分水质好坏?
假在哪里呢?
电解原理
Zn
Cu
CuCl2溶液
原电池中的能量转化方式是什么?
化学能转化成电能
电解原理
1.电解池的定义
把电能转化为化学能的装置
电解原理
2.电解池的构成条件
(1)直流电源
阴极:与电源负极相连 [还原反应]
阳极:与电源正极相连 [氧化反应]
(2)阴、阳电极
(3)电解质溶液或熔融的电解质
(4)形成闭合回路
电解原理
探究实验
直流电源
电极
电解质溶液
电极反应
阴极:
阳极:
总反应:
Cu2+
Cl–
Cu2+ + 2e = Cu
2Cl--2e =Cl2↑
CuCl2
(还原反应)
(氧化反应)
电解
被还原
得e-
失e-
被氧化
(放出Cl2↑)
(析出Cu)
CuCl2 = Cu2++2Cl–
阴极
阳极
e-
e-
正极
负极
电 源
Cu +Cl2↑
电解氯化铜原理
H2O H++OH–
阳离子
阴离子
②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子
3.电解池电极放电顺序
(1)阴极:得电子,还原反应
①电极本身不参加反应
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
>H+(水)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳离子在阴极上放电顺序是:
电解原理
阳离子
②若为惰性电极,电解质溶液中阴离子“争”失电子
3.电解池电极放电顺序
(2)阳极:失电子,氧化反应
①若为金属(非惰性)电极,电极失电子
金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-
阴离子的放电顺序是:
电解原理
石墨电极、金电极、铂电极
阴离子
4.电解池电极反应式的书写
电解原理
明确溶液中存在哪些离子
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
阴阳两极附近有哪些离子
分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路:
阴极
阳极
氯
气
铜
阳极:2Cl- - 2 e- = Cl2↑
阴极:Cu2+ + 2e-= Cu
CuCl2溶液
例题
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2 O H+ + OH-
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
>H+(水)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-
CuCl2 Cu+Cl2↑
总反应:
阳极
阴极
氯气
氢
气
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
NaCl溶液
课堂练习
NaCl = Na+ + Cl-
H2 O H+ + OH-
1.电解池的定义
2.电解池的构成条件
3.电解池电极反应规律
4.电解池电极反应式的书写
课后作业
2.完成导学案P86-P87
1.整理电解池笔记
3.预习电解原理的应用
4.书写电解CuSO4溶液的电极式
阳极
阴极
氧
气
铜
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
阴极:Cu2++ 2e- = Cu
CuSO4溶液
总反应:2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
CuSO4 = Cu2+ + SO42-
H2 O H+ + OH-
课堂练习
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+
一、电解质溶液用惰性电极电解的示例
如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为:
阳极 : 4OH--4e-=2H2O +O2↑
阴极: 4H+ +4e-=2H2 ↑
总反应:2H2O== O2↑ +2H2↑
电解
电解后溶液中溶质的质量分数增大,若要恢复原来的浓度,只需加入一定量的水即可。
用惰性电极电解电解质溶液规律
(1)电解水型:
如电解盐酸、CuCl2溶液等
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(通入一定量的HCl气体)
阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑
阴极: 2H+ +2e-= H2 ↑
总反应:2HCl== Cl2↑ + H2↑
电解
电解盐酸
(2)电解本身:
如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
阳极 : 4OH--4e-=2H2O +O2↑
阴极: 2Cu2+ +4e-=2Cu
总反应: 2CuSO4 +2H2O = 2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解
电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。
电解CuSO4溶液
(3)放氧生酸型:
少什么加什么
如电解NaCl、KCl、MgCl2 、AlCl3 溶液等。
电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢复原来的组成和浓度,需通入一定量的HCl气体。
阳极 (C): 2Cl -- 2e-=Cl2↑
阴极 (C): 2H+ +2e-= H2 ↑
总反应:2NaCl+2H2O==2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
电解
(4)放氢生碱型:
少什么加什么
电解 类型 举 例 电极反应 溶液pH 变化 溶液复
原方法
物质类别 实例 仅溶剂 水电解
仅溶质 电解
溶质和 溶剂同 时电解
含氧酸
H2SO4
强碱
NaOH
活泼金属的含氧酸盐
Na2SO4
无氧酸
HCl
阳极:4OH- -4e- = O2 ↑+2H2O
阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑
减小
增大
不变
H2O
阳极:2Cl- -2e- = Cl2↑
阴极:2H++2e- = H2↑
增大
HCl
不活泼金属的无氧酸盐
CuCl2
阳极:2Cl- -2e- = Cl2↑
阴极:Cu2++2e- = Cu↓
CuCl2
活泼金属的无氧酸盐
NaCl
阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极:2H++2e- = H2↑
增大
HCl
不活泼金属的含氧酸盐
CuSO4
阳极:4OH- - 4e- = O2↑+2H2O
阴极:2Cu2++4e- = 2Cu↓
减小
CuO
一、电解质溶液用惰性电极电解的示例
放氢生碱
放氧生酸
二、原电池与电解池的比较
原电池 电解池
电池内离子的迁移方向
负极 :氧化反应
正极 :还原反应
阳极 :氧化反应
阴极 :还原反应
电极反应
形成条件
能量转换
电子流向
化学能转化为电能
电能转化为化学能
负极 正极
阳极流出;阴极流入
工作原理
两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应
电源;两个电极;电解质;闭合回路;电源
外电路:电子的定向移动
内电路:离子的定向移动
外电路:电子的定向移动
内电路:离子的定向移动
阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移
阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移
THANK YOU
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