7.4 电解质溶液在通电情况下的变化

电解饱和食盐水阴极（铁棒）阳极（碳棒）+-（正极）（负极）唤醒记忆电解饱和食盐水的实验现象、产物、产物的检验。唤醒记忆电解饱和食盐水阴极阳极+-H2Cl2酚酞变红NaOH使湿润的淀粉KI试纸变蓝1.电解质溶液为什么可以导电？溶液中存在哪些离子？通电前这些离子是如何运动的？思考：NaCl→Na++Cl-H2OH++OH-（弱电解质的电离）Na+、Cl-、H+、OH-无规则热运动2.接通直流电以后，离子运动发生了怎样的改变？思考：阴离子向阳极，阳离子向阴极定向移动3.有关离子在阴阳两极发生了什么样的反应？思考：电极反应方程式：2H++2e→H2↑阴极：2Cl--2e→Cl2↑阳极：或：2H2O+2e→H2↑+2OH-思考：4.为什么是Cl-、H+率先在两极发生反应？（而不是Na+、OH-先反应？）（回忆电解水的实验）2H++2e→H2↑阴极：4OH--4e→O2↑+2H2O阳极：或：2H2O+2e→H2↑+2OH-电解水放电（得、失电子）顺序金属原子失电子（发生氧化反应、被氧化）（活动性）顺序：（金属还原性强弱）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu逐渐减弱金属阳离子得电子（发生还原反应、被还原）顺序：（阳离子离子氧化性强弱）K+Ca2+Na+Mg2+Al3+…Fe2+…(H+)Cu2+…Fe3+…Ag+逐渐增强放电（得、失电子）顺序非金属原子得电子（发生还原反应、被还原、活泼性）顺序：（非金属氧化性强弱）（F）＞Cl＞Br＞I＞S逐渐减弱阴离子失电子（发生氧化反应、被氧化）顺序：（阴离子还原性强弱）F-＜(SO42-、NO3-)＜OH-＜Cl-＜Br-＜I-＜S2-含氧酸根逐渐增强可见：H+优先于Na+在阴极得到电子，被还原，发生还原反应Cl-优先于OH-在阴极得到电子，被氧化，发生氧化反应电解饱和食盐水电解饱和食盐水的化学方程式：2NaCl+2H2O→电极反应方程式：2NaOH+H2↑+Cl2↑通电阳极阴极区2H++2e→H2↑阴极：2Cl--2e→Cl2↑阳极：电解饱和食盐水的离子反应方程式：2Cl-+2H2O→2OH-+H2↑+Cl2↑通电阳极阴极区或：2H2O+2e→H2↑+2OH-电解饱和食盐水阴极阳极+-电解饱和食盐水的化学方程式：2NaCl+2H2O→H2Cl2NaOH2NaOH+H2↑+Cl2↑通电阳极阴极区从氧化还原角度分析电解饱和食盐水2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑通电-10+10阳极：化合价升高——氧化反应阴极：化合价降低——还原反应练习写出电解饱和氯化钾溶液的电极及电解反应方程式。2KCl+2H2O→2KOH+H2↑+Cl2↑通电2e电解电解过程中的能量转化：电解——电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程电解池(或电解槽）——电能→化学能使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程把电能转变为化学能的装置。（有少量化学能转化为热能）隔膜法电解槽电解饱和食盐水1、Cl2和H2混合受热会引起爆炸2、Cl2和NaOH反应生成NaClO而影响NaOH的质量思考：工业上若使用类似教材图7.10简单设备电解食盐水,会有什么危害？隔膜法电解槽电解饱和食盐水只允许阳离子和水分子等通过，阻止阴离子（如OH-）和气体分子（Cl2、H2）通过。阳离子交换膜的原理：阳离子交换膜的作用：1、防止Cl2和H2混合受热而引起爆炸2、防止Cl2和NaOH反应生成NaClO而影响NaOH的质量依据放电顺序，电解饱和氯化铜溶液最初可能得到哪些产物？思考：电解CuCl2溶液阴极阳极+-CuCl2使湿润的淀粉KI试纸变蓝Cu2+Cl-H+OH-电解CuCl2溶液电解CuCl2溶液的化学方程式：CuCl2→电极反应方程式：通电Cu2++2e→Cu阴极：2Cl--2e→Cl2↑阳极：电解CuCl2溶液的离子反应方程式：Cu2++2Cl-→通电Cu+Cl2↑阳极阴极Cu+Cl2↑阳极阴极电解CuCl2溶液阴极阳极+-电解CuCl2溶液的化学方程式：CuCl2→CuCl2CuCl2Cu+Cl2↑通电阳极阴极电解CuCl2溶液CuCl2→Cu+Cl2↑通电-10+20阴极：化合价降低——还原反应阳极：化合价升高——氧化反应阴极阳极依据放电顺序，利用惰性电极电解较浓的氯化钠、氯化铜、硫酸钾混合溶液最初可能得到哪些产物？思考：最初类似电解氯化铜溶液我们知道纯水几乎不导电，实验员老师要做电解水的演示实验，若用蒸馏水，电解时间太长，效果也差。请你思考一下，采用什么措施即可以使电解速度加快，又不影响电解水的实质。思考：依据放电顺序，利用惰性电极电解稀硫酸或氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液可能得到哪些产物？思考：类似电解水电解原理小结电解H2SO4溶液，相当于电解水，H2SO4的量不变，溶液浓度增大，pH减小1、电解含氧酸溶液（如H2SO4）、可溶性强碱溶液（如NaOH）、活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4）相当于电解水，溶质的量不变，溶液浓度变大。电解NaOH溶液，相当于电解水，NaOH的量不变，溶液浓度增大，pH增大用惰性电极（如：石墨、Pt等）电解溶液时：电解Na2SO4溶液，相当于电解水，Na2SO4的量不变，溶液浓度增大电解原理小结2、电解无氧酸溶液（如HCl溶液）、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如CuCl2溶液）相当于电解电解质本身（也相当于电解质本身分解，水的量不变），溶质浓度变小。用惰性电极（如：石墨、Pt等）电解溶液时：电解HCl溶液，相当于消耗电解质本身（也相当于电解质本身分解，水的量不变），溶液浓度减小。电解CuCl2溶液，相当于消耗电解质本身（也相当于电解质本身分解，水的量不变），溶液浓度减小。电解原理小结3、电解活泼金属的无氧酸盐溶液、不活泼金属的含氧酸盐溶液电解质、水均参与反应。生成相应的酸或碱。用惰性电极（如：石墨、Pt等）电解溶液时：如电解NaCl溶液、CuSO4溶液电解质溶液的电解规律类型物质种类举例电解方程式pH恢复原状的方法电解电解质本身（水的量不变）（溶液浓度变小）无氧酸HCl略变大不活泼金属的无氧酸盐CuCl2——电解水（电解质的量不变）（溶液浓度变大）含氧酸H2SO4变小强碱NaOH变大活泼金属的含氧酸盐Na2SO4不变电解质、水都参与反应（生成酸或碱）不活泼金属的含氧酸盐CuSO4AgNO3变小活泼金属的无氧酸盐NaCl变大加溶质加水加CuOAg2O加HCl*电解原理的应用——电镀想在一把铁制钥匙上均匀覆盖一层薄薄的铜，制成一把“金钥匙”，可以采用什么方法？（提示：利用电解原理）思考：电解原理的应用——电镀阳极——镀层金属M-ne→Mn+阴极——镀件金属（待镀金属）Mn++ne→M电镀液——含镀层金属离子的电解质溶液电镀——应用电解原理，在一些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程电解与电离的关系。思考：电离与电解的比较电离电解条件电解质、溶或熔通电电解质电离后、必须接直流电过程电解质离解成自由移动的阴阳离子阴阳离子定向移动并在两极放电（得失电子），变为中性原子或分子结果（特点）产生自由移动的阴阳离子两极上发生氧化还原反应，产生新物质电离是电解的基础电解质在水中的溶解过程也就是其电离过程。电解质溶液的导电过程实质上就是电解过程。两句经典的描述电解池与原电池的不同点。比较：回忆：铜—锌原电池ZnCu稀H2SO4负极正极e原电池与电解池的比较铜—锌原电池电极反应：负极(Zn)：Zn-2e→Zn2+（氧化反应）正极(Cu)：2H++2e→H2↑（还原反应）总的电池反应：Zn+2H+→H2↑+Zn2+Zn+H2SO4→H2↑+ZnSO4原电池与电解池的比较原电池电解池判断下列装置何者为原电池，何者为电解池。×原电池与电解池的比较原电池电解池构成条件1、两极2、电解质溶液3、闭合回路1、两极接直流电源2、（同左）3、（同左）电极名称正极（较不活泼金属或石墨）电子流入的一极负极（较活泼金属）输出电子、电子流出的一极阳极（连电源正极）阴极（连电源负极）电子流向e经导线负极正极e负极→阴极e阳极→正极电流方向I经导线负极正极（同电子流向相反）I负极←阴极I阳极←正极（同电子流向相反）原电池与电解池的比较原电池电解池电极反应负极：氧化正极：还原阳极：氧化阴极：还原能量转换（实质）化学能→电能（氧化还原反应产生电流）电能→化学能（在电流作用下发生氧化还原反应）