电解原理和电解规律

第三节电解池氢气氧气电解电解水：2H2O====2H2↑＋O2↑+_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。3、原电池是_____________的装置。4、构成原电池的条件是水溶液或熔融状态下水溶液熔融自由移动离子把化学能转化为电能两个电极、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GZnCuCCCuCl2溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：Zn–2e-=Zn2+正极：Cu2+＋2e-=Cu电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。探究实验1甲实验步骤如图甲所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。实验现象结论无现象没有且不能自发发生原电池反应甲装置不满足构成原电池的条件分析原因:探究实验2－－如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中，再接通12V直流电,观察现象。约3～5min后切断电源。CCCuCl2阴极阳极CuCl2溶液＋－实践探究1、向氯化铜溶液中通入直流电A：理论先行思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH-Cu2+H+向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动Cl-→Cl2↑OH-→O2↑H2OH++OH-CuCl2＝Cu2++2Cl-阴极区：Cu2+→CuH+→H2↑阳极区：实验结果交流B.实验记录实验现象产物验证产物确定有气泡逸出有红色固体析出氯气铜不能使带火星木条复燃使淀粉碘化钾试纸变蓝—————氧气？氢气？阴极阳极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。3.构成电解池的条件：①直流电源；阴极:与电源负极相连[氧化反应]阳极:与电源正极相连[还原反应]②阴、阳电极③电解质溶液或熔融电解质；2.电解池：电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理④形成闭合回路。比较原电池与电解池电极命名有何区别？•原电池的正负极由电极材料决定•电解池的阴阳极由电源决定练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极负正阳阴阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子的浓度4.放电能力阴极：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－NO3－SO42－F－阳极：还原性强的离子先失电子电解质在水溶液中放电顺序除Pt、AuAg+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2++Fe2+Zn2+浓度大时先于H+放电H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中H+先放电①离子移动通电前：CuCl2=Cu2++2Cl－，Cu2+、Cl－为自由移动的离子；通电后：Cu2+Ｈ＋移向阴极，Cl－ＯＨ－移向阳极；②电极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）Cu2+＋2e－=Cu（还原反应）总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑电解Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Ⅰ通电前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-－＋阴极阳极Ⅱ通电后５．实验微观解释阳极：阴极：Cu2+oooooooooooooooooooo－＋－＋阴极阳极CuCl2ClClooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置e-e-单击电子流动③电解池中离子和电子的移动方向小结：①电极反应：阳氧化、阴还原②离子流向：异性相吸③电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子导电，再从阳极流回正极(阳氧)与电源正极连+电源-与电源负极连氧化反应还原反应2Cl—2e-=Cl2阳极惰性电极阴极Cu2++2e-=Cu阴离子移向CuCl2溶液阳离子移向电子流出电子流入电解的工作原理：思考?电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：H2OH++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↑电解阳极：阴极：•1.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。（注意得失电子守恒）•3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式）写电极反应【方法小结】[例]以石墨碳棒为电极，请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化学方程式。CuSO4溶液:想一想、做一做阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑或(4H2O4H++4OH-)阴极：2Cu2++4e-＝2Cu电解总反应式：2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+想一想，H+应该在哪一极生成？（包括水的电离，并分成阳离子组和阴离子组）②明确溶液中存在哪些离子③判断阴阳离子的放电顺序④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式书写电极反应式及总方程式的方法小结①判断电极材料掌握方法事半功倍哟！（注意得失电子守恒）⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式（弱电解质的须保持分子形式）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电解池与原电池有哪些异同(续)电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极电子流向阳极：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负极正极导线练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。AgNO3溶液试一试阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑或(4H2O=4H++4OH-）阴极：4Ag++4e-=4Ag总反应式：4Ag++2H2O==4Ag+O2↑+4H+通电三、电解规律(用惰性电极电解时)⑴电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液阳极：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，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的即可。实质：电解水例如：电解硫酸钠溶液增大水⑵电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等电解后溶液中溶质的质量分数，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的(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↑电解电解盐酸实质：电解质本身被电解减小溶质⑶电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，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⑷电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaCl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。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解练习•1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。CuCuFeCuCuSO4溶液稀硫酸溶液2.下列两个电解池的电极反应式阳极阴极Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=CuCu-2e-=Cu2+2H++2e-=H2↑练习3.书写用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总方程式，并找一找有何规律？①盐酸②氯化铜溶液③硫酸④氢氧化钠溶液⑤氯化钠溶液⑥硫酸铜溶液石墨石墨盐酸阳极阴极总电极反应2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2+Cl2电解CCCuCl2溶液CC2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCuCl2=Cu+Cl2↑电解两极为惰性电极(如C)两极为惰性电极(如C)NaOH溶液H2SO4溶液阴极阳极阳极阴极总电极反应式4OH--4e-=O2+2H2O4H++4e-=2H22H2O=2H2+O2电解(1)NaCl溶液(2)CuSO4溶液:阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e-＝2Cu电解总反应式：2CuSO4+2H2O＝Cu+O2↑+2H2SO4阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应方程式：2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH电解NaCl溶液CuSO4溶液两极为惰性电极(如C)阴极区阳极区4.如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极质量增加,b极上产生无色无味气体。符合这一情况的是（）。a极b极X电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨正极CuCl2.Y.XabZ溶液A再见细节决定成败