高中化学专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第三课时电解池的工作原理省公开课一等奖新名.pptx

,第,3,课时电解池工作原理,专题,1,第二单元化学能与电能转化,第1页,学习目标定位,知识内容,必考要求,加试要求,1.电解池结构与工作原理。,2.电解池电极反应式与电解反应方程式。,b,b,课时,要求,1.会描述电解池工作原理，能正确书写电解池电极反应式和电解反应方程式。,2.熟悉电解规律和电解产物判断方法。,第2页,新知导学,达标检测,内容索引,第3页,新知导学,第4页,一、电解原理,1.,电解氯化铜溶液试验探究,(1),按图所表示装置完成试验，并填写下表。,试验现象,试验结论,电流计指针发生偏转,_,与负极相连b极上逐步覆盖了一层_,_,与正极相连a极上有刺激性气味气体产生，能使湿润碘化钾淀粉试纸_,_,说明电解质溶液导,电，形成闭合回路,红色物质,析出金属铜,变蓝,产生了氯气,第5页,(2),试验原理分析,氯化铜溶液中存在离子有,，通电前这些离子在溶液中作自由运动。,通电时在电场作用下，溶液中离子作,，即,趋向,a,极，,趋向,b,极。,a,极电极反应式是,_,，,b,极电极反应式是,_,_,，总反应式是,_,。,结论：电解质溶液导电过程，就是电解质溶液,过程。,Cu,2,、,Cl,、,H,、,OH,定向运动,Cl,、,OH,Cu,2,、,H,2Cl,2e,=Cl,2,Cu,2,2e,=Cu,CuCl,2,Cu,Cl,2,电解,第6页,2.,电解和电解池,(1),电解：使电流经过,而在两个电极上引发,_,_,反应过程。,(2),电解池：在外加电源作用下，将,转化为,装置。,(3),电解池电极名称,阴极：与电源,相连电极，发生,反应；,阳极：与电源,相连电极，发生,反应。,(4),电解池组成条件,含有直流电源；,两个电极,(,阴极、阳极,),；,电解质溶液或熔融电解质；,形成闭合回路。,电解质溶液或熔融电解质,氧化,还原,电能,化学能,负极,还原,正极,氧化,第7页,(5),电子和离子移动方向,电子：从电源,流向电解池,，从电解池,流向电源,。,离子：阳离子移向电解池,；阴离子移向电解池,。,负极,阴极,阳极,正极,阴极,阳极,第8页,归纳总结,电解质溶液导电与金属导电不一样,(1),电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学改变。,(2),金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理改变。,第9页,例,1,以下列图所表示装置中，属于电解池是,答案,解析,解析,依据电解池组成条件进行判断：装置,A,、,B,、,D,中无直流电源，装置,D,中不能形成闭合回路，,A,、,B,、,D,不能形成电解池。,第10页,例,2,如图是电解氯化铜溶液装置，其中,c,、,d,为,石墨电极，则以下相关判断正确是,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,解析,由图示电流方向可知，,a,是电源正极，,b,是电源负极；则,c,是电解池阳极，电极反应为,2Cl,2e,=Cl,2,，溶液中氯离子不停降低；,d,是电解池阴极，电极反应为,Cu,2,2e,=Cu,，,d,电极质量不停增加。,解析,第11页,电解池阴极和阳极判断依据,方法点拨,第12页,二、酸、碱、盐溶液电解规律,1.,电极反应规律,(1),阴极：不论是惰性电极还是活泼电极都不参加电极反应，发生反应是溶液中阳离子。阳离子放电次序：,Ag,Cu,2,H,Pb,2,Fe,2,Zn,2,(2),阳极：溶液中还原性强阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电次序：活泼金属阳极,S,2,I,Cl,OH,含氧酸根。,第13页,2.,酸、碱、盐溶液电解规律,(,惰性电极,),用惰性电极电解以下酸、碱、盐溶液，请填写下表：,电解质及类别,电极反应式,电解物质,pH改变,溶液复,原方法,电解,水型,H,2,SO,4,含氧酸,阳极：,_,_,阴极：,_,_,_,_,加入,_,NaOH,强碱,_,Na2SO4活泼金属含氧酸盐,_,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,4H,4e,=2H,2,H,2,O,减小,增大,不变,H,2,O,第14页,电解电解质型,HCl,无氧酸,阳极：,_,阴极：,_,_,_,加入,_,CuCl2不活泼金属无氧酸盐,阳极：,_,阴极：,_,_,加入,_,放,H,2,生碱型,NaCl活泼金属无氧酸盐,阳极：,_,阴极：,_,_,_,_,加入,_,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,2Cl,2e,=Cl,2,Cu,2,2e,=Cu,HCl,增大,HCl,CuCl,2,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,NaCl,、,H,2,O,增大,HCl,CuCl,2,第15页,放,O,2,生酸型,CuSO4不活泼金属含氧酸盐,阳极：,_,_,阴极：,_,_,_,_,_,加入,_,_,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,2Cu,2,4e,=2Cu,CuSO,4,、,H,2,O,减小,CuO,或,CuCO,3,第16页,归纳总结,分析电解问题基本方法思绪,(1),确定电解池阴、阳两极，判断阳极是惰性电极还是活泼电极。,(2),分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子,(,包含水电离出,H,和,OH,),。,(3),通电后阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，判断两极上放电次序。,(4),确定电极产物，书写电极反应式,(,注意遵照原子守恒和电荷守恒,),。,(5),分析电解时相关改变，如两极现象、水电离平衡移动、离子浓度改变、,pH,改变等。,第17页,例,3,判断正误,(,正确打,“”,，错误打,“”,),(1),用石墨作阳极、铁作阴极分别电解稀硫酸和硫酸钠溶液时，它们阴极和阳极产物都相同,(,),(2),用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜混合液，最初一段时间阴极和阳极析出物质分别是铜和氯气,(,),(3),用石墨作电极电解熔融氯化钠阴极反应式为,Na,e,=Na(,),(4),用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液阳极反应式为,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,(,),第18页,(5),用石墨作电极电解硝酸银溶液离子方程式为,4Ag,2H,2,O,4Ag,4H,O,2,(,),(6),铜作阳极电解盐酸化学方程式为,Cu,2HCl CuCl,2,H,2,(,),第19页,易错警示,判断电极产物注意事项,(1),先看阳极材料，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则依据阴离子放电次序判断谁先放电，且注意溶液中,OH,存在。,(2),不论阴极是什么材料，都按照阳离子放电次序判断谁先放电，并注意溶液中,H,存在。,(3),注意电解物质状态，是电解质溶液还是熔融电解质。,第20页,例,4,用石墨作电极，电解碘化钾溶液,(,含有少许酚酞和淀粉,),。以下说法错误是,A.,阴极附近溶液呈红色,B.,阴极逸出气体,C.,阳极附近溶液呈蓝色,D.,溶液,pH,减小,解析,用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为,2I,2e,=I,2,，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为,2H,2e,=H,2,，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性，溶液变红色。,答案,解析,第21页,例,5,用惰性电极电解以下溶液一段时间后再加入一定量某种物质,(,方括号内物质,),，能够使溶液恢复到原来成份和浓度是,A.AgNO,3,AgNO,3,B.NaOH,H,2,O,C.NaCl,NaCl,D.CuSO,4,Cu(OH),2,答案,解析,第22页,解析,选项,A,，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量氧化银；,选项,B,，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量水；,选项,C,，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需通入适量氯化氢；,选项,D,，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量氧化铜。,第23页,方法点拨,电解后要使电解质溶液复原，须加入适量某物质，该物质普通是阳极产物和阴极产物化合物。即,“,出来什么、加入什么,”,。,第24页,学习小结,第25页,达标检测,第26页,1,2,3,4,5,6,1.,以下关于电解池工作原理说法中，错误是,A.,电解池是一个将电能转变成化学能装置,B.,电解池中发生反应是非自发氧化还原反应,C.,电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应,D.,与原电池不一样，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应,答案,第27页,1,2,3,4,5,6,2.,在某电解质溶液里，用,M,和,N,作电极，通电一段时间后，发觉,M,极质量减小，,N,极质量增大，符合这一情况是,A.,电解质溶液是稀硫酸,B.,金属,M,是阳极，金属,N,是阴极,C.M,和,N,是石墨电极,D.M,是阴极，,N,是阳极,解析,由题意可知，,M,极溶解，发生氧化反应，为阳极；,N,极质量增加，有金属单质在,N,极上析出，发生还原反应，为阴极；电解质溶液为盐溶液，,M,为金属电极。,答案,解析,第28页,1,2,3,4,5,6,3.,用石墨作电极电解氯化铜溶液，以下说法正确是,A.,在阳极上析出金属铜,B.,在阴极上析出金属铜,C.,在阴极上产生有刺激性气味气体,D.,阳极上发生还原反应,解析,依据电解原理，阳极发生氧化反应：,2Cl,2e,=Cl,2,，阳极上放出有刺激性气味氯气；阴极发生还原反应：,Cu,2,2e,=Cu,。,答案,解析,第29页,1,2,3,4,5,6,4.(,杭州高二调研,),用惰性电极电解物质量浓度相同、体积比为,3,1,硫酸铜和氯化钠混合溶液，不可能发生反应有,A.2Cu,2,2H,2,O 2Cu,4H,O,2,B.Cu,2,2Cl,Cu,Cl,2,C.2Cl,2H,2,O 2OH,H,2,Cl,2,D.2H,2,O 2H,2,O,2,答案,解析,第30页,1,2,3,4,5,6,解析,设混合溶液体积为,4 L,，溶液中硫酸铜和氯化钠物质量分别为,3 mol,和,1 mol,，依据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是,Cu,2,2Cl,Cu,Cl,2,，氯离子完全反应时，剩下铜离子,2.5 mol,；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是,2Cu,2,2H,2,O 2Cu,4H,O,2,；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解方程式是,2H,2,O 2H,2,O,2,。,第31页,1,2,3,4,5,6,5.,用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融氯化钠，以下说法正确是,A.,石墨电极周围有大量钠离子,B.,铁棒质量增加,C.,电子经过熔融电解质流向铁棒,D.,阴极发生氧化反应,解析,氯离子移向阳极，发生氧化反应：,2Cl,2e,=Cl,2,；钠离子移向阴极，发生还原反应：,2Na,2e,=2Na,。,答案,解析,第32页,1,2,3,4,5,6,6.,用石墨作电极，在,Na,、,Cu,2,、,Cl,、,等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件一个电解质化学式：,(1),当阴极放出,H,2,，阳极放出,O,2,时，电解质是,_,。,解析,惰性电极电解电解质溶液类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再依据阴、阳离子在电极放电次序判断。,阴极有,H,2,生成，阳极有,O,2,生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属含氧酸盐，即,Na,2,SO,4,。,答案,解析,Na,2,SO,4,第33页,1,2,3,4,5,6,(2),当阴极析出金属，阳极放出,O,2,时，电解质是,_,。,解析,实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属含氧酸盐，即,CuSO,4,。,答案,解析,(3),当阴极放出,H,2,，阳极放出,Cl,2,时，电解质是,_,。,解析,实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属无氧酸盐，即,NaCl,。,CuSO,4,NaCl,第34页,1,2,3,4,5,6,(4),经过电子物质量与阴极析出金属物质量、阳极放出气体物质量之比为,4,2,1,时，电解质是,_,。,解析,由阳极生成气体和转移电子物质量之比为,1,4,，知阳极产生气体为,O,2,，,1 mol O,2,转移,4 mol e,，金属与电子物质量之比为,1,2,，故金属为,2,价，即,Cu,2,，即为,CuSO,4,。,答案,解析,CuSO,4,第35页,本课结束,第36页,