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(共14張PPT)
第二節(jié) 電解池
第1課時 電解原理
人教版2019選擇性必修一
第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能
電解與元素的發(fā)現(xiàn):
亞歷山德羅·伏特
意大利物理學(xué)家
伏打電池
伏打電池的發(fā)現(xiàn)引起化學(xué)家利用電解法研究元素的興趣。
1807年 電解熔融碳酸鉀制得鉀；
電解熔融碳酸鈉制得鈉。
1808年 電解制得鎂、鈣、鍶、鋇；
用鉀還原無水硼酸制得硼。
戴維
貝采里烏斯
1823年 用鉀還原四氟化硅制得硅
1825年奧斯特用鉀汞齊還原無水氯化鋁得到鋁；
1886年莫瓦桑電解法制得氟。
任務(wù)一 電解原理
陽極 （與電源正極相接）
陰極 （與電源正極相接）
結(jié)論 產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{
逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)
CuCl2溶液在通電下生成了 Cu 和 Cl2
實驗:在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。
任務(wù)一 電解原理
通電前
通電時
向陰極遷移
向陽極遷移
陰極：發(fā)生還原反應(yīng)
放電順序
陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)
放電順序
總反應(yīng)
電解
微觀分析：
通電前
（離子無序運動）
外加電源
陰
極
陽
極
電解:直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過程。
電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。
任務(wù)一 電解原理
構(gòu)成電解池的條件：
①直流電源；
陰極:與電源負(fù)極相連
陽極:與電源正極相連
②(電子導(dǎo)體)陰、陽電極
③(離子導(dǎo)體)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；
④形成閉合回路。
直流電源
陽極
陰極
陽離子
陰離子
e-
電解質(zhì)溶液
e-
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
失電子
得電子
I
I
I
I
任務(wù)一 電解原理
粒子在水溶液中的放電順序：
1.陰極放電順序：陽離子得電子能力
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+
酸電離，
濃度較大
水電離，
濃度較小
水溶液中不放電，熔融態(tài)放電
溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電，與電極材料無關(guān)。氧化性強的離子先得電子。
Fe3+得電子能力比Cu2+強，但第一階段Fe3+只被還原為Fe2+
越活潑的金屬，其陽離子氧化性越弱，越難結(jié)合電子；
越不活潑的金屬，其陽離子氧化性越強，越容易得電子。
2H+ + 2e- = H2 ↑
2H+ + 2e- = H2 ↑ 或 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-
任務(wù)一 電解原理
粒子在水溶液中的放電順序：
2.陽極放電順序：還原性強的離子先失電子。
金屬(除Pt、Au外) > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >NO3－>SO42－>F－
金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
僅溶液中的陰離子放電
(只傳遞電子本身不失電子)
水溶液中不放電
活性電極：
惰性電極(Pt、Au、C等)：
陽極
根據(jù)電極本身是否參與反應(yīng)
堿電離4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑
水電離4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑
任務(wù)二 電解反應(yīng)方程式的書寫
寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總電解方程式
陰極：
陽極：
③兩極反應(yīng)式相加得總方程式
2H2O －4eˉ ＝O2↑＋4H+
2Cu2+＋4eˉ ＝2Cu
OH－(H2O)＞SO42ˉ
H+ (H2O)＜ Cu2+
①首先分析、比較出陰陽極的放電離子
②然后寫電極反應(yīng)式 ：
電解
2Cu＋O2↑＋4H+
2Cu2+＋2H2O
陰極：
陽極：
電極反應(yīng)式書寫的一般思路
①判斷電極材料
②明確溶液中存在哪些離子
③判斷陰陽離子的放電順序
④根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物
⑤ 陰極+陽極反應(yīng)式 = 總反應(yīng)式
課堂練習(xí)
電極反應(yīng)式的書寫
1.用惰性電極電解MgCl2溶液
陽極反應(yīng)式：__________________；
陰極反應(yīng)式：_____________________________________；
總反應(yīng)離子方程式：___________________________________________________。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
2.以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜
陽極反應(yīng)式：_____________________________；
陰極反應(yīng)式：_________________；
總反應(yīng)方程式：___________________________。
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
2H＋＋2e－===H2↑
Mg2＋＋2Cl－＋2H2O ==== Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
電解
2Al＋3H2O ==== Al2O3＋3H2↑
電解
任務(wù)三 電解規(guī)律
實例
電極反應(yīng)
濃度
PH值
復(fù)原
CuCl2





陽極：2Cl--2 e- =Cl2↑
陰極：Cu2++ 2e-=2Cu
減小
增大
CuCl2
陰極
陽極
氯
氣
銅
CuCl2溶液
CuCl2 Cu+Cl2 ↑
電解
1.電解電解質(zhì)本身：
如電解鹽酸、CuCl2溶液等
任務(wù)三 電解規(guī)律
2.電解水型：
如電解H2SO4、NaOH、Na2SO4等
陽極
陰極
氧氣
氫
氣
Na2SO4溶液
實例
電極反應(yīng)
濃度
PH值
復(fù)原
Na2SO4





陽極: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
陰極: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
變大
不
變
加
H2O
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
電解
實例 電極反應(yīng) 濃度 PH值 復(fù)原
NaCl
任務(wù)三 電解規(guī)律
3.放出氫氣生成堿型：
如電解NaCl、KCl、MgCl2溶液等
陽極
陰極
氯氣
氫
氣
NaCl溶液
陽極: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
陰極: 2H ++ 2e- =H2 ↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
電解
減小
增大
加
HCl
任務(wù)三 電解規(guī)律
4.放出氧氣生成酸型：
如電解CuSO4、AgNO3溶液等
陽極
陰極
氧
氣
銅
CuSO4溶液
實例 電極反應(yīng) 濃度 PH值 復(fù)原
CuSO4
陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
陰極：Cu2++ 2e- = Cu
減小
減小
加
CuO
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
電解
課堂練習(xí)
下列關(guān)于如圖所示電化學(xué)裝置(碳棒作電極)的判斷合理的是
A.若Z為氯化銅溶液，則X電極上發(fā)生還原反應(yīng)
B.若Z為飽和食鹽水，則X電極是陰極
C.若Z為氯化銅溶液，則Y電極上有紅色物質(zhì)析出
D.若Z為飽和食鹽水，則堿在X電極附近生成
C

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