人教版高二化学选修4第四章第3节 电解池（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二化学选修4第四章第3节 电解池（共20张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 881.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-06-18 22:40:24 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第四章电化学基础
第3节电解池
用电解法制备了钾、钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅。发现元素最多的人。
发现了法拉第电解定律
钾的发现——电化学简史
1800年伏特制出了电池组。同年，卡列斯尔和尼科尔逊用这种电池进行水的电解，得到了氢气和氧气。
戴维的猜想:电既然能分解水，那么对于溶液、固体化合物会产生什么作用呢？
戴维的实验：（1807年）
1.开始他将苛性钾制成饱和水溶液进行电解，结果在电池两极分别得到的是氧和氢，加大电流强度仍然没有其它收获。
2.随后他改用熔融的苛性钾，在电流作用下，熔融的苛性钾发生明显变化，在导线与苛性钾接触处有形似小球、带金属光泽、非常像水银的物质产生。这种小球一经生成就燃烧起来，并伴有爆鸣声和紫色火焰。
问题来了！
为什么戴维第一次没有成功而第二次成功了？
接下来我们用实验来探究电解的原理。
实验分四组进行：
阴极材料
阳极材料
电解质
阴极现象
阳极现象
阴极产物
阳极产物
1
CuCl2
2
CuCl2
3
CuCl2
4
CuCl2
石墨
石墨
有红色固体生成
有气泡，气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
Cu
Cl2
石墨
铜
有红色固体生成
Cu
Cu2+
铜
石墨
有气泡，气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
Cu
Cl2
铜
铜
Cu
Cu2+
有红色固体生成
有红色固体生成
对实验1的微观解释
1.电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池：电能转变为化学能的装置。
3.构成条件：
4.放电：阴阳离子在两极得到或失去电子的过程。
电解原理
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电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
5.放电顺序：
阴极：氧化性强的离子先得到电子
阳极：还原性强的离子先失去电子
离子放电顺序不是绝对的，与离子浓度、离子种类、外加电压等很多因素有关。高中阶段只需掌握简单规律即可。
电解原理
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+
（酸电离）>Pb2+
>
Sn2+
+>Fe2+>Zn2+
>H+
（水电离）>
Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
（水溶液中不放电）
活性电极（除石墨、Pt、Au等）
>
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－、SO42－
、CO32－
（含氧酸根一般不放电）
思考?
用石墨电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：
H2O
H+
+
OH—
Na2SO4
＝
2Na++
SO42-
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↑
通电
阳极
：
阴极：
9
写电极反应【方法小结】
1.看清电极材料；分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。
2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。
3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质必须保持分子形式）
10
[例]写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的离子方程式。
(1)用铜电解稀硫酸溶液:
(2)用石墨电解CuSO4溶液:
想一想、做一做
阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑或(2H2O
-4e-
＝
O2↑
4H+)
阴极：2Cu2+
+4e-＝2Cu
通电
总反应式：2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+
阳极：Cu-2e-=Cu2+
阴极：2H++2e-=H2↑
总反应方程式：Cu
+
2H+
=
Cu2+
+
H2↑
通电
11
电解规律（惰性电极）小结
阳极：S2-
>
I-
>
Br-
>
Cl-
>
OH-
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+
12
产物：S
>
I2
>
Br2>
Cl2
>
O2
↓
↓
↓
↓
↓
产物：Ag
>Fe2+>
Cu>
H2
↓
↓
↓
↓
电解池与原电池有哪些异同
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①活泼性不同的两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
形成条件
将电能转变成化学能的装置
将化学能转变成电能的装置
定义
装置
实例
电解池
原电池
装置
13
阴离子：向阳极移动
阳离子：向阴极移动
离子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）
电极
名称
电解池
原电池
装置
阴离子：向负极移动
阳离子：向正极移动
14
电解池与原电池有哪些异同
－
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
离子交换膜
阳
极
金属钛网
阴
极
碳钢网
阳极室
阴极室
1氯碱工业
请同学们自己写出电极方程式和总反应式
（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出
，H2O电离出
。
通电后，在电场的作用下，
向阴极移动，
向阳极移动。
在阳极，由于
容易失去电子，被氧化生成
。
阳极方程式：
;
（2）在阴极，由于
容易得到电子被还原成
．
使H2O
电离向右移动，因此阴极
浓度增大，PH
。
阴极方程式：
。
Na+、Cl-
H+、OH-
Na+、H+
Cl-、OH-
Cl-
Cl2
2Cl-
-
2e-
=
Cl2
H+
H2
OH-
增大
2H+
+
2e-
=
H2
总反应式：2Cl-+2H2O＝H2↑+
Cl2↑+4OH-
2.铜的电解精炼
+
纯铜
粗铜
－
CuSO4溶液
⑴粗铜所含的杂质
Zn、Fe、Ni、Ag、Au等
⑵粗铜的精炼
以粗铜为阳极，以纯
铜为阴极，
以CuSO4溶液
为电解液进行电解
阳极：
Zn
－2e－＝Zn2+
Fe－2e－＝Fe2+
Ni
－2e－＝Ni2+
Cu－2e－＝Cu2+
阴极：
Cu2+
+2e－＝Cu
3.电镀
⑴概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层
其它金属或合金的过程。
⑵电镀池形成条件
+
镀件
镀层金属
－
含镀层金属离子的盐溶液
①镀件作阴极
②镀层金属作阳极
③含镀层金属阳离子
的盐溶液作电解液
⑶电镀的特点
电镀液的组成及酸碱性保持不变
4.电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
制取金属钠
电解熔融状态的氯化钠。
通直流电后，
阳极：
2Cl
-
－2e-
==
Cl2↑
阴极：
2Na+
+
2e-
==
2Na
总反应：
2NaCl(熔融)
2Na
+
Cl2
↑
结论：电解法是冶炼金属的一种重要方
法，是最强有力的氧化还原的手段。
通电
电解熔融氯化钠制钠
第四章电化学基础
第3节电解池
用电解法制备了钾、钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅。发现元素最多的人。
发现了法拉第电解定律
钾的发现——电化学简史
1800年伏特制出了电池组。同年，卡列斯尔和尼科尔逊用这种电池进行水的电解，得到了氢气和氧气。
戴维的猜想:电既然能分解水，那么对于溶液、固体化合物会产生什么作用呢？
戴维的实验：（1807年）
1.开始他将苛性钾制成饱和水溶液进行电解，结果在电池两极分别得到的是氧和氢，加大电流强度仍然没有其它收获。
2.随后他改用熔融的苛性钾，在电流作用下，熔融的苛性钾发生明显变化，在导线与苛性钾接触处有形似小球、带金属光泽、非常像水银的物质产生。这种小球一经生成就燃烧起来，并伴有爆鸣声和紫色火焰。
问题来了！
为什么戴维第一次没有成功而第二次成功了？
接下来我们用实验来探究电解的原理。
实验分四组进行：
阴极材料
阳极材料
电解质
阴极现象
阳极现象
阴极产物
阳极产物
1
CuCl2
2
CuCl2
3
CuCl2
4
CuCl2
石墨
石墨
有红色固体生成
有气泡，气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
Cu
Cl2
石墨
铜
有红色固体生成
Cu
Cu2+
铜
石墨
有气泡，气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
Cu
Cl2
铜
铜
Cu
Cu2+
有红色固体生成
有红色固体生成
对实验1的微观解释
1.电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池：电能转变为化学能的装置。
3.构成条件：
4.放电：阴阳离子在两极得到或失去电子的过程。
电解原理
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电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
5.放电顺序：
阴极：氧化性强的离子先得到电子
阳极：还原性强的离子先失去电子
离子放电顺序不是绝对的，与离子浓度、离子种类、外加电压等很多因素有关。高中阶段只需掌握简单规律即可。
电解原理
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+
（酸电离）>Pb2+
>
Sn2+
+>Fe2+>Zn2+
>H+
（水电离）>
Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
（水溶液中不放电）
活性电极（除石墨、Pt、Au等）
>
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－、SO42－
、CO32－
（含氧酸根一般不放电）
思考?
用石墨电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：
H2O
H+
+
OH—
Na2SO4
＝
2Na++
SO42-
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↑
通电
阳极
：
阴极：
9
写电极反应【方法小结】
1.看清电极材料；分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。
2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。
3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质必须保持分子形式）
10
[例]写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的离子方程式。
(1)用铜电解稀硫酸溶液:
(2)用石墨电解CuSO4溶液:
想一想、做一做
阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑或(2H2O
-4e-
＝
O2↑
4H+)
阴极：2Cu2+
+4e-＝2Cu
通电
总反应式：2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+
阳极：Cu-2e-=Cu2+
阴极：2H++2e-=H2↑
总反应方程式：Cu
+
2H+
=
Cu2+
+
H2↑
通电
11
电解规律（惰性电极）小结
阳极：S2-
>
I-
>
Br-
>
Cl-
>
OH-
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+
12
产物：S
>
I2
>
Br2>
Cl2
>
O2
↓
↓
↓
↓
↓
产物：Ag
>Fe2+>
Cu>
H2
↓
↓
↓
↓
电解池与原电池有哪些异同
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①活泼性不同的两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
形成条件
将电能转变成化学能的装置
将化学能转变成电能的装置
定义
装置
实例
电解池
原电池
装置
13
阴离子：向阳极移动
阳离子：向阴极移动
离子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）
电极
名称
电解池
原电池
装置
阴离子：向负极移动
阳离子：向正极移动
14
电解池与原电池有哪些异同
－
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
离子交换膜
阳
极
金属钛网
阴
极
碳钢网
阳极室
阴极室
1氯碱工业
请同学们自己写出电极方程式和总反应式
（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出
，H2O电离出
。
通电后，在电场的作用下，
向阴极移动，
向阳极移动。
在阳极，由于
容易失去电子，被氧化生成
。
阳极方程式：
;
（2）在阴极，由于
容易得到电子被还原成
．
使H2O
电离向右移动，因此阴极
浓度增大，PH
。
阴极方程式：
。
Na+、Cl-
H+、OH-
Na+、H+
Cl-、OH-
Cl-
Cl2
2Cl-
-
2e-
=
Cl2
H+
H2
OH-
增大
2H+
+
2e-
=
H2
总反应式：2Cl-+2H2O＝H2↑+
Cl2↑+4OH-
2.铜的电解精炼
+
纯铜
粗铜
－
CuSO4溶液
⑴粗铜所含的杂质
Zn、Fe、Ni、Ag、Au等
⑵粗铜的精炼
以粗铜为阳极，以纯
铜为阴极，
以CuSO4溶液
为电解液进行电解
阳极：
Zn
－2e－＝Zn2+
Fe－2e－＝Fe2+
Ni
－2e－＝Ni2+
Cu－2e－＝Cu2+
阴极：
Cu2+
+2e－＝Cu
3.电镀
⑴概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层
其它金属或合金的过程。
⑵电镀池形成条件
+
镀件
镀层金属
－
含镀层金属离子的盐溶液
①镀件作阴极
②镀层金属作阳极
③含镀层金属阳离子
的盐溶液作电解液
⑶电镀的特点
电镀液的组成及酸碱性保持不变
4.电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
制取金属钠
电解熔融状态的氯化钠。
通直流电后，
阳极：
2Cl
-
－2e-
==
Cl2↑
阴极：
2Na+
+
2e-
==
2Na
总反应：
2NaCl(熔融)
2Na
+
Cl2
↑
结论：电解法是冶炼金属的一种重要方
法，是最强有力的氧化还原的手段。
通电
电解熔融氯化钠制钠