2012高二化学优化巩固课件：第四章 第三节 第一课时　电 解 原 理（新人教版选修4）

(共48张PPT)
第一课时　电 解 原 理
一、电解
1．概念
使电流通过 而在阴、阳两极引起
的过程．
电解质溶液
氧化还原反应
2．特点
(1)电解是最强有力的 手段，是 (填“
可逆”或“不可逆”)的．
(2)电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的
过程．
氧化还原
不可逆
电解
二、电解池
1．定义
把 能转化成 能的装置．
电
化学
2．形成条件
(1) 电源；
(2)两个电极：与电源正极相连的一极是 极；与电源负
极相连的一极是 极；
(3)电解质 或 电解质；
(4)形成 回路．
直流
熔融
阳
阴
溶液
闭合
3．装置及电极反应
(以电解CuCl2溶液为例)
(1)装置
(2)电极反应
阴极 发生 反应
阳极 ，发生 反应
总反应
Cu2＋＋2e－===Cu
还原
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
CuCl2 Cu＋Cl2↑
4．电子流向和离子流向
(1)电子流向
电源 极―→电解池 极
电解池 极―→电源 极
(2)离子流向
阳离子―→电解池 极
阴离子―→电解池 极
负
阴
阳
正
阴
阳
在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得或失电子？
提示：Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的方面判断得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序.
2．电解池的形成条件必须有电极、电解质溶液和电源、
形成闭合回路这四个条件 (　　)
提示：错误．四个条件中，电解质溶液不是必需的，其他三个条件都是必需．因为有的电解是电解质在熔化状态下进行的，不一定非要形成溶液．
3．电解和电离的本质是一样的 (　　)
提示：错误．电解需要在外接电源作用下进行，而电离是电解质在水分子的作用下解离成自由移动的离子的过程，电离不需要通电．
4．电解进行时，电子从电源的负极，沿导线经电解液
一直流回到电源的正极．而电流沿相反的方向，从电源正极沿导线经电解液一直流到电源的负极(　　)
提示：错误．电子不能通过电解质溶液．
一、电解中电极产物的判断
1．阳极产物的判断
(1)如果是活性电极(金属活动性顺序表中Ag以前)，则电
极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子．
(2)如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中离
子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断．阴离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根(SO 、NO 等)＞F－.
2-4
-3
2．阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(H＋浓度较大时)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(H＋浓度较小时)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋.
[特别关注]
阴、阳离子的放电顺序不是绝对化的，放电情况与离子性质、溶液浓度、电流密度和电极材料有关．在理解以上放电顺序时要特别注意，如Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋在H＋浓度小时放电能力排在H＋前面，在H＋浓度大时放电能力排在H＋后面．Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只在熔融状态下放电，而在水溶液里不放电．
二、电极反应式和总反应式的书写
1．根据给出的两个电极反应式，写总反应式．
已知两个电极反应式，写总反应式时，要使两个电极反应式得失电子数相等，将两式相加，消去相同的化学式即可．
2．给出总反应式，写出电极反应式．
书写电极反应式的步骤一般分为四步：
(1)列物质、标得失；(2)选离子、配电荷；(3)配个数、巧用水；(4)两式加、验总式．
3．根据信息给予的知识，写电极反应式和总反应式．
[特别关注]
解答有关电解问题的步骤
(1)首先要判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池．
(2)对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活性电极，则被氧化的是电极本身．
(3)若溶液中的阴、阳离子有多种，则根据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极方程式．
(4)根据电极方程式解答相关问题．
三、用惰性电极电解时电解液的类型
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 电解对象 电解质 溶液 电解质
阴极 阳极 溶液浓度的变化 pH变化 溶液复原的方法
电解
水型 含氧酸 H2SO4 4H＋＋4e－===2H2↑ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2H2O
2H2↑＋O2↑ 水 增大 减小 加水
可溶性强碱 NaOH 增大
活泼金属含氧酸盐 KNO3 不变
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 电解对象 电解质 溶液 电解质
阴极 阳极 溶液浓度的变化 pH变化 溶液复原的方法
电解电解质型 无氧酸 HCl 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HCl
H2↑＋Cl2↑ 电解质 减小 增大 氯化氢
不活泼金属无
氧酸盐 CuCl2 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2
Cu＋Cl2↑ 氯化铜
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 电解对象 电解质 溶液 电解质
阴极 阳极 溶液浓度的变化 pH变化 溶液复原的方法
放H2生碱型 活泼金属无氧酸盐 NaCl 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 电解质和水 生成新电解质 增大 氯化氢
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 电解对象 电解质 溶液 电解质
阴极 阳极 溶液浓度的变化 pH变化 溶液复原的方法
放O2生酸型 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 2Cu2＋＋4e－===2Cu 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜或碳酸铜
[特别关注]
(1)用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式．
(2)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极区OH－放电，则阳极区c(H＋)增大；若阴、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大．
考查点一　电解原理和电解池
[例1]　如图是电解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
[答案]　C
[解析]　电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极．在电解过程中，因为Cu2＋是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl－是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2，导致溶液中氯离子浓度降低．
1．下列有关电解池的说法正确的是 (　　)
A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极
B．电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数
相等
C．电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成
D．电解NaCl、CuCl2两种溶液参加反应的物质是相
同的
解析：与负极相连的是阴极；电解氯化铜时阳极上有氯气生成．阴极上有铜析出；电解NaCl溶液时水参加了反应，而电解CuCl2溶液，水没有参加反应．
答案： B
考查点二　电极产物的判断
[答案]　 A
2．某同学按如图所示的装置进行电解实验．下列说法正
确的是 (　　)
答案： BC
考查点三　电解基本规律的应用
[例3]　用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 (　　)
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
[答案]　 B
[关键一点]
将两电极析出的物质化合，所得产物可使溶液复原，如电解饱和食盐水时，要使溶液复原，只需通入HCl气体即可(H2＋Cl2===2HCl)，而不是加入盐酸．
3．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 (　　)
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物
质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物
质的量之比为1∶1
答案： D
解析：电解稀H2SO4，实质是电解水，因溶剂减少，H2SO4浓度将增大，故溶液的pH变小；电解稀NaOH溶液，虽然OH－在阳极放电，但H＋同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的pH变大；电解Na2SO4溶液，其实质也是电解水，在阴极和阳极分别析出H2和O2，二者的物质的量之比为2∶1，而非1∶2，电解CuCl2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu和Cl2，二者的物质的量之比为1∶1.
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