课件49张PPT。第3节 电解池
第四章新乡市一中高二化学组
2019年2月24日星期日哲语共勉 心存感激，永不放弃！即使是在最猛烈的风雨中，我们也要有抬起头，直面前方的勇气。因为请相信：任何一次苦难的经历，只要不是毁灭，就是财富！ 复习: 1、电解质是指在_____________能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_____________或__________状态下离解成____________的过程。
水溶液或熔融状态下水溶液
熔融
自由移动离子
复习原电池知识
3原电池:将化学能转化为电能的装置 4构成条件: (1)两个活泼性不同的电极 (2)电解质溶液 (3)形成闭合回路 (4)自发进行的氧化还原反应 5电子流动方向:负 正 6电极反应: 负极: 氧化反应 正极: 还原反应探究实验1甲无现象没有不能自发发生化学反应 石墨碳棒四周及顶端要先用砂纸擦
干 净，再用纸巾擦干净后待用; 实验前的注意事项 :CCCuCl2溶液碳棒图乙注：调整电压为6~12V左右注意:1.要用镊子夹取KI-淀粉试纸湿润后检验Cl2 (不能用手直接拿)
2.电压用8~12V直流电源？？？电解氯化铜溶液微观模拟 探究实验2－－ －－阳极---阴极---1. 通电后发生了氧化-还原反应 ; CuCl2=====Cu+Cl2 2.外加电流的作用是这种化学变化的根本原因。 Cl2Cu 与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激 性气味，能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出直电流一、电解原理 使电流通过电解质溶液而在阳、阴两极
上引起氧化－还原反应的过程叫做电解。 1. 电解概念：将电能转变为化学能的装置叫电解池或电解槽 2、电解池：一、电解原理
①直流电源 ②两个电极: （一般为惰性电极C、Pt等） 阳极－与外电源正极相连 阴极－与外电源负极相连 ③电解质溶液或某些熔融态电解质 ④形成闭合回路3. 构成电解池的基本条件通电前，氯化铜溶液中有哪些离子？如何运动？
通电后，阴、阳离子的运动有改变吗？思考?2. 当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型
的反应？写出两电极反应和总的化学方程式3. 通电后, 回路中离子及电子的运动方向怎样？CuCl2 ＝ Cu2++2Cl—
H2O H+ + OH— ①通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－，
Cu2+、Cl－为自由移动的离子； 通电后：Cu2+移向阴极得到电子，
Cl－移向阳极失去电子；②电极反应：阳极：2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应）阴极：Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）实验微观解释Flash演示4 电解池中离子和电子的移动方向 ＋－Cl-Cu2+
H+OH- Cl-发生氧化反应发生还原反应
5. 电解池的工作原理
阳极：溶液中阴离子阳极失电子----发生氧化反应-----电子 电源正极
阴极：电子从电源负极 阴极----溶液中阳离子得电子----发生还原反应电解质的导电过程，就是该溶液的电解过程。6放电顺序：阴极：氧化性强的离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >含氧酸根>F－ 阳极：还原性强的离子先失电子Ag+>Hg2+>Cu2+>H+(水)>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+ 思考？？?
在溶液中存在Cu2+ 、CI-、H+、OH-四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+ 、CI- ？ 电离与电解的比较电解质溶于水
或熔化状态下电解质电离后,
再通以直流电电解质电离成为
自由移动的离子阴阳离子定向移动,
在两极上放电CuCl2 ＝ Cu2++2Cl— CuCl2 ＝ Cu+Cl2电解电解必须建立在电离的基础上第二课时回忆复习
1、电解概念。
2、电解池。
3、构成电解池的条件。
4、电解池的工作原理。
5、放电顺序。自发发生氧化还原反应，从而形成电流通过电流引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 电源、电极（惰性或非惰性）电解质（水溶液或熔融态）形成闭合回路 由电极本身决定正极：流入电子 负极：流出电子 由外电源决定
阳极：连电源正极 阴极：连电源负极（外电路）负极 → 正极 电源负极→阴极→阳极→电源正极（外电路）正极→负极电源正极→阳极→阴极→电源负极负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应）
正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应） 阳极：2 CI- - 2e- = CI2 ↑(氧化反应)
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)化学能→ 电能电能→化学能设计电池、金属防腐氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼铜锌原电池电解氯化铜 以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。
(1)NaCl溶液:
(2)CuSO4溶液:
练习阴极：2H++2e-=H2
阳极：2Cl- -2e-=Cl2
总式:2NaCl+2H2O==2NaOH+H2 +Cl2 阳极：4OH-－4e-＝2H2O+O2↑
阴极： Cu2+ + 2e-＝ Cu
总反应式：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4
电解 电解以惰性电极电解电解质溶液,分析电极反应的一般步骤①分析电解质溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组 . ②分别对阴、阳离子排成放电顺序,写出两极上的电极反应式 ③合并两电极上的电极反应式得出电解反应的总化学方程式注意:(1)电解总化学方程式要注明反应条件:通电或电解 (2)若在电极放电的H+或OH－来自水,在总化学方程式中要以水分子形式出现,不能写成H+或OH－作为反应物以碳棒为电极，分别电解各组下列各物质的水溶液时，在阴、阳两极上分别是什么离子放电？写出电极方程式,电解方程式,总结有什么特点或规律？动脑筋HCl、CuCl2、H2O
2. NaCl、AgNO3、CuSO4
3. Na2SO4、H2SO4、NaOH实质电解的只是溶质本身实质电解的是溶质和H2O实质电解的就是H2O第三课时复习回忆
１、以惰性电极电解电解质溶液,分析电极反应的一般步骤。
2、分别写出AgNO3 、H2SO4、NaOH、KBr四种溶液的电极方程式、电解方程式。电解无氧酸(如:HCl) ﹑不活泼金属无氧酸盐(如：CuCl2).实质是电解质本身电解．
电解盐酸
阳极：2Cl-- 2e- = Cl2↑阴极：2H+ + 2e- = H2↑
总反应：2HCl === H2↑+Cl2↑
电解电解CuCl2
阳极:2Cl-- 2e- = Cl2 ↑
阴极:Cu2++2e- = Cu
总反应：CuCl2 === Cu + Cl2↑
电解
思考电解过程中溶液的浓度和ＰＨ值如何变化？溶液浓度减小，ＰＨ值
无氧酸-----增大
CuCl2-----基本不变
电解不活泼金属的含氧酸盐（如：CuSO4﹑AgNO3等）电解质和水同时电解，阳极产物是O2，阴极产物是析出不活泼金属如：电解CuSO4溶液
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
总反应：2CuSO4+2H2O===2Cu+O2↑+2H2SO4
电解又如：电解AgNO3溶液
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑
阴极： Ag+ + e- = Ag
总反应：4AgNO3+2H2O===4Ag+O2↑+4HNO3
思考
电解过程中溶液浓度和ＰＨ值如何变化？
浓度减小，ＰＨ值减小．电解电解活泼金属无氧酸盐(如 :NaCl ﹑ KBr等).电解质和水同时电解.阳极产生非金属,阴极产生H2
如:电解食盐水
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl2↑阴极: 2H+ + 2e- = H2↑
总反应: 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解思考电解过程中溶液浓度和PH值如何变化?溶液浓度减小,PH增大.
电解含氧酸(如:H2SO4﹑HNO3﹑H3PO4等) ﹑活泼金属含氧酸盐(如:Na2SO4﹑KNO3等) ﹑强碱(如:NaOH﹑KOH﹑Ca(OH)2﹑Ba(OH)2等) 实质上是电解水.阳极产生O2，阴极产生H2
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑
阴极: 2H++ 2e- = H2↑
思考：
电解过程中溶液浓度及PH值如何变化?溶液浓度增大.
PH值变化有三种情况
含氧酸------减小
活泼金属含氧酸盐------不变
强碱------增大
用惰性电极电解下列溶液阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Br--2e-=Br2阴极:2H++2e-=H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Ag++e-=AgH2OHClCuCl2NaCl﹑H2OKCl﹑H2OCuSO4﹑H2OAgNO3﹑H2O增大减小减小减小减小减小减小不变增大增大增大减小减小H2OHCl
CuCl2HCl
HBr稍小CuOAg2OH2SO4(ag)NaOH(ag)阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑H2O增大减小H2O阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑
H2O增大增大H2O7电解规律
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水。（电解水型）如:Na2SO4﹑KNO3等.（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属。实质上是电解水和电解质本身.（放氧生酸型）如：CuSO4﹑AgNO3等.（3）电解活泼金属无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属。实质上是电解水和电解质本身. (F-除外）（放氢生碱型）如 :NaCl ﹑ KBr等.（4）电解熔融物﹑不活泼金属无氧酸盐（F-除外）﹑无氧酸（除HF），实际上是电解电解质本身。（分解电解质型）如:HCl 、CuCl2等.
电解后溶液的PH变化分析1、H+和OH-均放电——决定原溶液的性质
如：电解H2SO4、NaOH、Na2SO4
2、只有H+放电，而OH-不放电——PH增大
如：电解HCl、NaCl
3、只有OH-放电，而H+不放电——PH减小
如：电解CuSO4
4、H+、OH-都不放电——PH基本不变（考虑水解及气体溶于水的情况）
如：电解CuCl2
练习1﹑ 用Pt作电极电解某种溶液,通电一段时间后,溶液的PH值变小,并且在阳极得到0.56L气体,阴极得到1.12L气体(两气体均在相同条件下测定).由此可知溶液可能是 ( )
A﹑稀盐酸 B﹑KNO3溶液 C﹑CuSO4溶液 D﹑稀硫酸
D2﹑用惰性电极电解下列溶液一段时间后,再加入一定量的另一种物质(方括号内),溶液能与原溶液完全一样的是( )
A﹑CuCl2〔CuSO4〕B﹑NaOH〔Na2O〕 C﹑NaCl〔HCl〕 D﹑CuSO4〔Cu(OH)2〕
C第四课时复习回忆
1、电解规律
CuCuCuSO4溶液请分析下列装置中电极反应和反应的现象铜的电解精炼1、铜的冶炼：煅烧孔雀石→CuO
2CuO+C==2Cu+CO2↑高温粗铜：含Zn.Fe.Ni.Ag.Au等杂质电解精炼铜的装置： e-? 纯铜作阴极，粗铜作阳极； e- e-单击电子流动2、铜的精炼阳极: 粗铜(含少量Zn﹑Fe﹑Ni﹑Ag﹑Au等)
阴极: 纯铜电解液: CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)
阳极:Cu - 2e- = Cu2+
Zn - 2e- = Zn2+
Fe - 2e- = Fe2+
Ni - 2e- = Ni2+
(Au﹑Ag沉积下来,形成阳极泥)
阴极:Cu2+ + 2e- = Cu
CuSO4溶液浓度基本保持不变-------因阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相同.电镀铜的装置：电镀1、定义： 利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程.
2、目的：增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。3、电镀条件：
（1）阳极：镀层金属 （2）阴极：镀件（待镀金属）
（3）电镀液：含镀层金属阳离子的电解质溶液。
（4）外加直流电4、反应特征：阳极: Cu(镀层金属) Cu - 2e- = Cu2+阴极: 待镀金属 Cu2+ + 2e- = Cu
练习1、分析下图，哪个是原电池哪个是电解池。原电池1、3、52、在相同条件下，以石墨作为电极，通以相同的电量，分别电解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则析出银的质量为 ( )
A．108g B．54g
C．216g D．64gC3﹑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极板有无色无臭的气体放出,符合这一情况的是 ( )AabZ溶液x y. .4、某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( )
A.阴极自始至终只析出H2
B.阳极先析出Cl2，后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大，最后为7D5、用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A6（90MCE）将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进
行电解，通电一段时间后，某电极增重0.064g(不考虑其
它反应及溶液体积的变化）。此时溶液中氢离子浓度约
为（ ）
A 4×10－3mol·L－1 B 2×10－3mol·L－1
C 1×10－3mol·L－1 D 1×10－7mol·L－1 Cu2+ ～ 2H+/0.5L = 4×10—3mol·L－1 A 电解:CuCl2 Cu+Cl2 ↑2Cl--2 e- =Cl2阴离子移向阳离子移向电子流向阳极阴极CuCl2溶液氧化反应还原反应Cu2++ 2e-=2Cu课堂总结 原理分析注：电解法是最强有力的氧化还原手段。课件1张PPT。电解氯化铜溶液微观模拟课件18张PPT。【知识目标】
1、体验化学能与电能相互转化的探究过程；
2、进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；
3、能够写出电极反应式和电池反应方程式。【重点难点】
进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。§4 电化学基础
§4.1 原电池人教版选修4装置过程效率电化学电化学过程产生电流的反应借助电流而发生的反应§4 电化学基础【复习与回顾】化学能转变为电能的装置。 1、定义：2、电极：§4.1 原电池负极：正极：流出氧化流入流入还原流出3、构成条件：①有两个活动性不同的电极②两极相连形成闭合电路③一个自发进行的氧化还原反应 请分别判断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。【练习】×× 请分别判断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。【练习】√－＋4稀硫酸CFe√－＋√－＋ 请分别判断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。【练习】√－＋√－＋ 请分别判断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。【练习】√－＋√－＋ 请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。 负极：（锌片） Zn-2e-=Zn2+
氧化反应正极：（铜片） 2H++2e-=H2↑稀H2SO4还原反应实验探究请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个原电池，并进行实验。
电流表指针发生偏转，但不稳定。
两个电极上都有红色物质生成
实验设计一：思考：如何才能得到持续稳定的电流？分析：
由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。硫酸铜 指针会偏转吗？实验设计二：硫酸锌 硫酸铜【探讨与交流1】盐桥－＋ZnSO4溶液中：Zn －2e - = Zn 2+Cu2+ + 2e - = CuCuSO4溶液中：两式相加得：Zn + Cu2+ = Zn 2+ +Cu铜锌原电池怎样能使其成为原电池？负极：正极：总式：×试分析盐桥的作用。【探讨与交流2】盐桥－＋铜锌原电池
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷。
实用性更强的原电池（第二代）小结： 将原电池反应中的氧化反
应与还原反应分开在两个不同
区域内进行，再以适当的方式
连接起来，从而获得了稳定持
续的电流。 依据原电池的原理，按以下反应设计一个原电池装置，画出装置图。 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 课堂练习能持续稳定产生电流的原电池
